Yn PCB-ûntwerp hawwe elektromagnetyske kompatibiliteit (EMC) en de byhearrende elektromagnetyske ynterferinsje (EMI) tradisjoneel twa grutte hoofdpijn west foar yngenieurs, foaral yn hjoeddeistige circuitboardûntwerpen en komponintpakketten bliuwend krimp, OEM's fereaskje systemen mei hegere snelheid.Yn dit artikel sil ik diele hoe't jo elektromagnetyske problemen kinne foarkomme yn PCB-ûntwerp.
1. Crosstalk en ôfstimming is it fokus
Ofstimming is benammen wichtich om de juste stream fan stroom te garandearjen.As de stroom komt fan in oscillator of in oar ferlykber apparaat, is it benammen wichtich om de aktuele apart te hâlden fan 'e grûnlaach, of om de aktuele parallel te hâlden mei in oare ôfstimming.Twa hege snelheid sinjalen yn parallel kinne generearje EMC en EMI, benammen crosstalk.It is wichtich om de wjerstannen sa koart mooglik te hâlden en de weromstreampaden sa koart mooglik.De lingte fan it weromreispaad moat itselde wêze as de lingte fan it trochstjoerpaad.
Foar EMI wurdt ien paad it "oertredingspaad" neamd en de oare is it "slachtofferpaad".Inductive en kapasityf coupling beynfloedet de "slachtoffer" paad troch de oanwêzigens fan elektromagnetyske fjilden, dus generearje foarút en reverse streamingen op de "slachtoffer paad".Op dizze manier wurdt rimpel generearre yn in stabile omjouwing wêr't de ferstjoeren en ûntfangen lingten fan it sinjaal hast gelyk binne.
Yn in goed lykwichtige omjouwing mei stabile ôfstimmingen moatte de opwekke streamingen inoar ôfbrekke, sadat crosstalk elimineare.Wy sitte lykwols yn in ûnfolsleine wrâld dêr't soks net bart.Dêrom is ús doel dat crosstalk op in minimum moat wurde hâlden foar alle ôfstimmingen.It effekt fan crosstalk kin minimalisearre wurde as de breedte tusken parallelle rigels twa kear de breedte fan 'e linen is.Bygelyks, as de line breedte is 5 mils, moat de minimale ôfstân tusken twa parallelle rigels 10 mils of grutter wêze.
As nije materialen en komponinten trochgean te ferskinen, moatte PCB-ûntwerpers ek trochgean mei EMC- en ynterferinsjeproblemen.
2. Decoupling capacitors
Decoupling capacitors ferminderje de net winske effekten fan crosstalk.Se moatte lizze tusken de krêft- en grûnpinnen fan it apparaat, wat soarget foar in lege AC-impedânsje en ferminderet lûd en crosstalk.Om lege impedânsje te berikken oer in breed frekwinsjeberik, moatte meardere ûntkoppelkondensatoren brûkt wurde.
In wichtich prinsipe foar it pleatsen fan decoupling capacitors is dat de capacitor mei de leechste capacitance wearde wurdt pleatst sa ticht by it apparaat mooglik te ferminderjen inductive effekten op de alignments.Dizze bepaalde kondensator moat wurde pleatst sa ticht mooglik by it apparaat syn macht oanbod pins of de macht oanbod raceway en de pads fan de capacitor moatte wurde ferbûn direkt oan de fias of grûn nivo.As de ôfstimming lang is, brûk dan meardere fias om grûnimpedânsje te minimalisearjen.
3. Earthing de PCB
In wichtige manier om EMI te ferminderjen is it ûntwerpen fan de PCB-grûnlaach.De earste stap is om it grûngebiet binnen it totale oerflak fan it PCB-boerd sa grut mooglik te meitsjen, sadat útstjit, oerspraak en lûd minder wurde kinne.Bysûndere soarch moat nommen wurde by it ferbinen fan elke komponint oan in grûnpunt of grûnlaach, sûnder dat it neutralisearjende effekt fan in betroubere grûnlaach net folslein benut wurde kin.
In benammen komplekse PCB-ûntwerp hat ferskate stabile spanningen.Ideaallik hat elke referinsjespanning syn eigen oerienkommende grûnlaach.Tefolle grûnlagen soene lykwols de produksjekosten fan 'e PCB ferheegje en it te djoer meitsje.In kompromis is om grûnlagen te brûken op trije oant fiif ferskillende lokaasjes, dy't elk ferskate grûnseksjes kinne befetsje.Dit kontrolearret net allinich de produksjekosten fan it bestjoer, mar ferminderet ek EMI en EMC.
In grûnsysteem mei lege impedânsje is wichtich as EMC moat wurde minimalisearre.Yn in multilayer PCB is it de foarkar om in betroubere grûnlaach te hawwen yn stee fan in koperbalânsblok (koperdieven) of in fersprate grûnlaach, om't it in lege impedânsje hat, in aktuele paad leveret en de bêste boarne fan reverse-sinjalen is.
De lingte fan tiid dat it sinjaal nimt om werom te gean nei de grûn is ek heul wichtich.De tiid dy't nedich is foar it sinjaal om nei en fan 'e boarne te reizgjen moat te fergelykjen wêze, oars sil in antenne-lykas ferskynsel foarkomme, wêrtroch't de útstriele enerzjy diel fan 'e EMI kin wurde.Likegoed moat de ôfstimming fan 'e aktuele nei / fan' e sinjaalboarne sa koart mooglik wêze, as de boarne- en werompaden net fan gelikense lingte binne, sil grûnbounce foarkomme en dit sil ek EMI generearje.
4. Avoid 90 ° hoeken
Om EMI te ferminderjen, moatte de ôfstimming, fias en oare komponinten wurde foarkommen om in hoeke fan 90 ° te foarmjen, om't in rjochte hoeke strieling sil generearje.Om foar te kommen 90 ° hoeke, de ôfstimming moat wêze op syn minst twa 45 ° hoek wiring nei de hoeke.
5. It brûken fan over-hole moat wêze foarsichtich
Yn hast alle PCB-yndielings moatte fias brûkt wurde foar in liedende ferbining tusken de ferskate lagen.Yn guon gefallen produsearje se ek refleksjes, om't de karakteristike impedânsje feroaret as de fias wurde makke yn 'e ôfstimming.
It is ek wichtich om te ûnthâlden dat fias fergrutsje de lingte fan de ôfstimming en moatte wurde matched.Yn it gefal fan differinsjale ôfstimmingen moatte fias wurde foarkommen wêr mooglik.As dit net kin wurde mijd, moatte fias brûkt wurde yn beide ôfstimmingen om te kompensearjen foar fertragingen yn it sinjaal en werom paden.
6. Kabel en fysike shielding
Kabels dy't digitale circuits en analoge streamingen drage kinne parasitêre kapasitânsje en induktânsje generearje, wat in protte EMC-relatearre problemen feroarsaakje.As twisted pear kabels wurde brûkt, wurdt in leech nivo fan keppeling hanthavene en wurde de generearre magnetyske fjilden elimineare.Foar sinjalen mei hege frekwinsje moatte beskerme kabels brûkt wurde, mei sawol har foar- en eftergrûn, om EMI-ynterferinsje te eliminearjen.
Fysike shielding is de encasing fan it hiele of in part fan it systeem yn in metalen pakket om foar te kommen dat EMI yn it PCB circuitry.Dizze shielding fungearret as in sletten, ierdliedingskondensator, en ferminderet de grutte fan 'e antennelus en absorbearret EMI.
Post tiid: Nov-23-2022