Vältä sähkömagneettisia ongelmia piirilevyjen suunnittelussa (2)
Ylikuuluminen ja jäljet ovat avainasemassa
Jäljet ovat erityisen tärkeitä virran oikean virtauksen varmistamiseksi. Jos virta tulee oskillaattorista tai muusta vastaavasta laitteesta, on erityisen tärkeää pitää virta erillään maatasosta tai olla käyttämättä sitä samanaikaisesti toisen jäljen kanssa. Kaksi rinnakkaista nopeaa signaalia voi tuottaa EMC: tä ja EMI: tä, etenkin ylikuulumista. Vastuksen reitti on minimoitava ja paluvirran reitin on oltava mahdollisimman lyhyt. Paluureitin jäljen pituuden tulisi olla sama kuin lähetysjäljen pituus.
EMI: n kohdalla yhtä kutsutaan "aggressiiviseksi jälkiksi" ja toista "uhriksi joutuneeksi jälkeksi". Induktiivinen ja kapasitiivinen kytkentä voi vaikuttaa ”uhriksi joutuneisiin” jälkeihin johtuen sähkömagneettisista kentistä, jotka voivat aiheuttaa eteenpäin ja taaksepäin suuntautuvia virtauksia ”uhriksi joutuneille jälkeille”. Tällä tavoin aallot syntyy vakaassa ympäristössä, jossa signaalin lähetetyt ja vastaanotetut pituudet ovat melkein yhtä suuret.
Tasapainoisessa, vakaassa jäljitysympäristössä indusoitujen virtojen tulisi poistaa toisiaan ylikuormituksen välttämiseksi. Olemme kuitenkin puutteellisessa maailmassa, ja sellaisia ei tapahdu. Siksi tavoitteemme on pitää kaikissa jäljityksissä oleva ristikytkentä minimaalisena. Jos leveys rinnakkaisviivojen välillä kaksinkertaistuu, ylikuulumisen vaikutus voidaan minimoida. Esimerkiksi, jos jäljen leveys on 5 tuumaa, pienimmän etäisyyden kahden rinnakkaisen jäljen välillä tulisi olla vähintään 10 tuumaa.
Kun uusia materiaaleja ja uusia komponentteja syntyy edelleen, piirilevyjen suunnittelijoiden on jatkettava sähkömagneettisen yhteensopivuuden ja häiriöiden aiheuttamien ongelmien käsittelyä.
Monikerroksinen pcb-ratkaisu kiina
Kytkentäkondensaattori
Kondensaattorien irrottaminen voi vähentää ylikuulumisen haitallisia vaikutuksia. Niiden tulisi sijaita laitteen virta- ja maadoitustappien välillä, jotta voidaan varmistaa alhainen vaihtoimpedanssi ja vähentää melua ja ylikuormitusta. Pienen impedanssin saavuttamiseksi laajalla taajuusalueella tulisi käyttää useita erotuskondensaattoreita.
Kondensaattoreiden irrottaminen pallokenttäryhmän ympäriltä vähentää ylikuulumista.Tärkeä periaate kondensaattoreiden irrottamisessa kondensaattoreista on, että pienimmän kapasitanssiarvon omaavan kondensaattorin tulisi olla mahdollisimman lähellä laitetta, jotta induktanssin vaikutusta jälkeihin voidaan vähentää. Tämä nimenomainen kondensaattori on sijoitettu mahdollisimman lähelle laitteen virtatappeja tai virtapiirejä, ja kondensaattorin tyyny on kytketty suoraan läpivienti- tai maatasoon. Jos jäljet ovat pitkiä, käytä useita malleja maa-impedanssin minimoimiseksi.
Vältä 90 ° kulmia
Vähentääksesi EMI: tä, vältä muodostamasta jälkiä, malleja ja muita komponentteja 90 ° kulmassa, koska suorakulma voi säteillä. Kapasitanssi kasvaa tässä nurkassa, ja ominaisimpedanssi muuttuu, mikä johtaa heijastumiseen ja sitten EMI. 90 ° kulmien välttämiseksi jäljet tulisi johtaa vähintään kahteen 45 ° kulmaan kulmiin.
Ole varovainen vias-tapauksissa
Lähes kaikissa piirilevyasemissa on käytettävä vias-aluksia johtavien yhteyksien aikaansaamiseksi eri kerrosten välillä. Piirilevyjen suunnittelijoiden on oltava varovaisia, koska vias voivat luoda induktanssin ja kapasitanssin. Joissakin tapauksissa ne aiheuttavat myös heijastuksia, koska ominaisimpedanssi muuttuu, kun väylään tehdään väylä.
Muista myös, että maljat lisäävät jäljen pituutta ja vaativat vastaavuuden. Erilaisten jälkien suhteen vältetään virheitä niin paljon kuin mahdollista. Jos tätä ei voida välttää, tulee käyttää malleja molemmissa kappaleissa signaali- ja paluureitin viiveiden kompensoimiseksi.
Kaapeli ja fyysinen suojaus
Kaapelit, jotka kuljettavat digitaalisia piirejä ja analogisia virtauksia, voivat luoda loiskapasitanssin ja induktanssin, aiheuttaen monia EMC-liittyviä ongelmia. Jos käytetään kierrettyjä parikaapeleita, kytkentätaso pidetään alhaisena ja syntyvät magneettikentät eliminoidaan. Korkean taajuuden signaaleissa on käytettävä suojattuja kaapeleita etu- ja takapuolelle maadoitettuna EMI-häiriöiden poistamiseksi.
Fyysisen suojan on peitettävä koko järjestelmä tai sen osa metallisella pakkauksella, jotta EMI ei pääse PCB-piiriin. Tämä suojaus on kuin suljettu, maadoitettu johtava säiliö, joka pienentää antennin silmukan kokoa ja imee EMI: n.