روش های مقابله با نویز در AVR
میکروکنترلرهای معروف AVR ساخت شرکت اتمل یکی از پرکاربردترین میکروکنترلرهای جهان و ایران می باشد که به صورت گسترده در پروژه های دانشجویی و رباتیک و همچنین صنعت استفاده می شود.یکی از مشکلات میکروکنترلر های AVR نسبت به میکروکنترلرهای دیگر مانند PIC و ARM پایداری کمتر در محیط های نویزی می باشد.
عوامل ایجاد نویز روی یک برد عبارتند از
1-نویز حاصل از میدان های مغناطیسی خارجی
2-قطعات تولید کننده نویز روی برد
3-نویز حاصل از منبع تغذیه سوئیچینگ
راه کارهای بسیار زیادی برای کم کردن نویز در مدار وجود دارد که یکی از آنها استفاده از پلیگان در سرتاسر برد می باشد. در این روش باید یک لایه پلیگان روی یه سطح به صورت کامل پوشیده شده باشد و این پلیگان به GND باید متصل شود.راه کار دیگر استفاده از قطعات SMD یا نصب سطحی به جای قطعات DIP می باشد.این قطعات فضای کمتری اشغال می کنند و همچنین نویز کمتری روی آنها تاثیر دارد.
1-انتخاب کردن میکروکنترلر ارجینال و با کیفیت بالا از دیگر تدابیر مقابله با نویز می باشد. در میکروکنترلرهای کپی به علت تمام کردن قیمت کردن جنس تراشه نیز افت پیدا کرده و در نتیجه عملکرد پایین تری از خود نشان می دهد.
2-استفاده از خازن های کنار گذر برای قطعات دیجیتال مانند میکروکنترلر به شدت توصیه می شود.این خازن ها باید در نزدیکی پایه های تغذیه قرار بگیرند. هر چقدر این خازن ها به خط تغذیه میکروکنترلر و قطعات دیجیتال نزدیکتر باشند تاثیر پذیری بیشتری داشته و نویز را بهتر خنثی می کنند.مقدار این خازن ها 100 تا 10 نانو فاراد می باشد.
3-استفاده از خازن های تانتالیوم در تغذیه مدار و همچنین به عنوان خازن کنار گذر تاثیر زیادی در نویز گیری داخلی تغذیه مدارات دیجیتال دارد.این خازن ها از کیفیت بسیار بالایی برخوردار می باشند و مقاومت داخلی آنها نیز کم است.
4-جدا کردن خط تغذیه دیجیتال از خط تغذیه آنالوگ مورد دیگری برای حذف نویز و همچنین عدم تاثیر نویزهای حاصل از خطوط دیجیتال روی خطوط آنالوگ می باشد.
5-استفاده از تغذیه جداگانه برای مداراتی که جریان می کشند از میکروکنترلر یکی دیگر از موارد می باشد.در این حالت باید از دو رگولاتور برای مدار استفاده نمود که یکی برای میکروکنترلر و قطعات با جریان کم و رگولاتور دیگر برای قطعاتی که جریان بیشتری می کشند لازم است.
6-استفاده از فیلتر های پایین گذر در حذف نویز تاثیر بسیار زیادی دارد. در این نوع فیلتر ها از خازن ها الکترولیتی با ظرفیت بالا که مقدار 1000 میکروفاراد مرسوم می باشد در ورودی رگولاتور استفاده می شود و در خروجی رگولاتور نیز از خازن های با ظرفیت کمتر که مقدار 100 میکروفاراد و 100 نانوفاراد مرسوم می باشد استفاده می شود.
7-ایزوله کردن پایه های ورودی و خروجی میکروکنترلر از قطعاتی که عامل نویز می باشند راه کاری دیگر برای حذف نویز می باشد یکی از مهمترین قطعاتی که نویز زیادی روی خط تغذیه ایجاد می کند رله می باشد. برای ارتباط میکروکنترلر با رله می توان از اپتوکوپلر که یک نوع ارتباط دهنده نوری می باشد استفاده نمود.
8-قرار دادن صفحات پلیگان در زیر میکروکنترلر های SMD نیز برای حذف نویز توصیه می شود همچنین استفاده از پلیگان به صورت ستاره ای توصیه می شود. در این نوع پلیگان کشیده شدن جریان یه قطعه روی قطعات دیگر تاثیری ندارد.
9-فعال کردن تایمر watch dog یا همان سگ نگهبان که در مواقع هنگ کردن میکروکنترلر باعث ریست شدن میکروکنترلر می شود راه کار دیگری می باشد.
10-استفاده از یک فیلتر LC برای خط تغذیه ADC میکروکنترلر لازم می باشد.حتی اگر از مبدل میکروکنترلر نیز استفاده نشود باید این فیلتر برای حذف نویز استفاده شود.
