Vältä sähkömagneettisia ongelmia piirilevyjen suunnittelussa (1)
1. Maadoita piirilevy
Tärkeä tapa vähentää EMI: tä on suunnitella piirilevyn maataso. Ensimmäinen askel on tehdä PCB-piirilevyn kokonaispinta-alasta mahdollisimman suuri pinta-ala, mikä voi vähentää päästöjä, ristikkäitä ja melua. Erityistä varovaisuutta on noudatettava kytkettäessä jokainen osa maapisteeseen tai maatasoon. Muutoin ei käytetä luotettavan maatason neutralointivaikutusta. Erityisen monimutkaisella piirilevyrakenteella on useita vakaita jännitteitä. Ihannetapauksessa jokaisella vertailujännitteellä on oma maataso. Jos maakerroksia on kuitenkin liian paljon, se lisää piirilevyn valmistuskustannuksia ja tekee hinnasta liian korkean. Kompromissi on käyttää erillisiä maatasoita kolmesta viiteen eri paikassa, joista kukin voi sisältää myytävänä useita maapalloyksiköitä, yksipuolisia piirilevyjä, OEM-keraaminen alusta, OEM-kaksipuolisia piirilevyjä. Tämä ei vain kontrolloi piirilevyn valmistuskustannuksia, mutta vähentää myös EMI: tä ja EMC: tä.
Jos haluat minimoida EMC, matala impedanssi maadoitusjärjestelmä on tärkeä. Monikerroksisessa piirilevyssä on parasta olla luotettava maataso kuparin varkauden tai sironneen maatason sijaan, koska sen impedanssi on pieni ja se tarjoaa virran. .Signaalin palautumisen maa-aika on myös tärkeä. Ajan signaalin kulkemiseen signaalilähteeseen ja signaalilähteestä on oltava yhtä suuri, muuten tapahtuu antennimainen ilmiö, jolloin säteilytetty energia tulee osaksi EMI: tä. Samoin signaalilähteeseen / signaalilähteeseen virtaavien viivojen tulisi olla mahdollisimman lyhyitä. Jos lähteen ja paluupolun pituudet eivät ole yhtä suuret, tapahtuu maapallon poistuminen, mikä myös aiheuttaa EMI: n. Signaalilähteeseen tulevia ja sieltä poistuvia signaaleja ei synkronoida ajoissa, mikä aiheuttaa antennimaisia ilmiöitä, jotka säteilevät energiaa ja aiheuttavat EMI: n.
2. Erota EMI
Erilaisten EMI: n takia hyvä EMC-suunnittelusääntö on erottaa analogiset ja digitaaliset piirit. Analogiset piirit, joilla on korkea ampeeri tai korkea virta, tulisi pitää poissa nopeiden jälkien tai kytkentäsignaalien läheisyydestä. Suojaa ne mahdollisuuksien mukaan maatasolla. Monikerroksisella piirilevyllä analogiset jäljet tulisi reitittää yhdelle maatasolle, kun taas kytkimen jäljet tai nopean jäljen tulisi olla reititetty toiselle maatasolle. Siksi signaalit, joilla on erilaiset ominaisuudet, erotetaan toisistaan.
Alipäästösuodatinta voidaan joskus käyttää eliminoimaan ympäröiviin jälkeihin kytketty korkeataajuinen kohina. Suodatin vaimentaa kohinan ja palauttaa vakaan virran. On tärkeää erottaa maatasot analogisista ja digitaalisista signaaleista. Analogisten ja digitaalisten piirien ainutlaatuisten ominaisuuksien vuoksi on tärkeää erottaa ne toisistaan. Digitaalisilla signaaleilla tulisi olla digitaalinen maa, ja analogisten signaalien tulisi päättyä analogisella kentällä. Digitaalipiirien suunnittelussa kokenut piirilevyn asettelu- ja suunnittelijatekniikka kiinnittää erityistä huomiota nopeaan signaaliin ja kelloihin. Suurilla nopeuksilla signaalien ja kellojen tulisi olla mahdollisimman lyhyitä ja lähellä maatasoa, koska kuten aiemmin mainittiin, maataso pitää ristin, kohinan ja säteilyn hallittavalla alueella. Digitaaliset signaalit tulisi myös pitää erillään tehotasosta. Jos etäisyys on lähellä, voi tapahtua kohinaa tai induktiota, mikä heikentää signaalia.