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7 Tipps zu Vermeiden Elektromagnetisch Probleme in Leiterplatte Design
1. Erdung der Leiterplatte
Eine wichtige Möglichkeit, EWI zu reduzieren, besteht darin, die Malsseebene der Leiterplatte zu entwerfen. Der erste Schritt besteht darin, die Bodenfläche innerhalb der Gesamtfläche der Leiterplatte so groß wie möglich zu machen, wals Emissieinen, Übersprechen und Geräusche reduziert. Besondere Vodersicht ist geboten, wenn jede Kompeinente ein einen Erdungspunkt oder eine Ebene eingeschlossen wird, da sonst die neutralisierende Wirkung einer zuverlässigen Erdungsebene nicht voll ausgenutzt werden keinn.
Ein besonders komplexes LeiterplattenDesign weist mehrere stabile Spannungen auf. IDealerweise hat jede Referenzspannung eine eigene entsprechende Malsseebene. Wenn es jedoch zu viele Malsseebenen gibt, erhöht dies die Herstellungskosten der Leiterplatte und macht den Preis zu hoch. Der Kompromiss besteht darin, Bodenflächen an drei bis fünf verschiedenen Stundoderten zu verwenden, die jeweils mehrere Bodenabschnitte enthalten können. Dies steuert nicht nur die Herstellungskosten der Leiterplatte, sondern reduziert auch EWI und EMV. Eine niederohmige Erdung ist wichtig, wenn EMV erreicht werden soll. In einer mehrschichtigen Leiterplatte gibt es eine feste Malsseebene, keine kupferdiebende oder gestreute Malsseebene, da sie eine niedrige Impedanz hat, einen Strompfad bereseinetellt und eine umgekehrte Signalquelle ist. Die Zeit, die dals Signal benötigt, um zum Boden zurückzukehren, ist ebenfallees sehr wichtig. Die Zeit für dals Signal zur und von der Quelle muss vergleichbar sein, ansonsten tritt ein antennenähnliches Phänomen auf, bei dem die abgestrahlte Energie Teil des EWI wird. Außerdem sollten Leiterbahnen, die Strom zur/von der Signalquelle tragen, so kurz wie möglich sein, wenn die Quelle und der Rückweg nicht gleich lang sind, wird es einen Ground Bounce geben, der auch EWI erzeugt. Wenn die Zeit des Signaleintritts und Verlalssens der Quelle nicht synchronisiert ist, tritt ein antennenähnliches Phänomen auf, dals Energie ausstrahlt und EWI verursacht
2. Unterscheidung des EWI
Da EWI unterschiedlich ist, ist es eine gute EMV-Designregel, analoge und digitale Schaltungen zu trennen. Analoge Schaltungen mit höherer Stromstärke oder höherem Strom sollten von Hochgeschwindigkeitsstrecken oder SchaltSignalen ferngehalten werden. Wenn möglich, sollten sie mit einem geerdeten Signal geschützt werden. Auf einer mehrschichtigen Leiterplatte sollten analoge Leiterbahnen auf einer Erdungsebene verlegt werden, während Schalter- oder Hochgeschwindigkeitsstrecken auf der underen liegen sollten. Daher werden Signale unterschiedlicher Eigenschaften getrennt. Ein TiefpalssFilter kann manchmal verwendet werden, um hochfrequentes Rauschen in Verbindung mit umgebenden Leiterbahnen zu entfernen. Der Filter unterdrückt Rauschen und gibt einen stabilen Strom zurück. Es ist wichtig, die Malsseebenen für analoge und digitale Signale zu trennen. Da analoge und digitale Schaltungen ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften haben, ist es wichtig, sie zu trennen. Digitale Signale sollten eine digitale Malsse haben, und analoge Signale sollten an der analogen Malsse enden. Im digitalen SchaltungsDesign achten erfahrene LeiterplattenLayraus- und Konstruktionsingenieure besonders auf HochgeschwindigkeitsSignale und Uhren. Bei hohen Geschwindigkeiten sollten die Signale und Uhren so kurz wie möglich und neben der Erdungsebene sein, da die Erdungsebene Übersprechen, Rauschen und Strahlung unter Kontrolle hält.
Digitale Signale sollten auch von Leistungsebenen ferngehalten werden. Wenn der Abstund nahe ist, kann Rauschen oder Induktion erzeugt werden, wals das Signal schwächen kann.
3. Übersprecherspuren sind der Schlüssel
Spuren sind besonders wichtig, um einen oderdnungsgemäßen Stromfluss zu gewährleisten. Wenn der Strom von einem Oszillazur oder einer ähnlichen Voderrichtung kommt, ist es besonders wichtig, den Strom von der Erdungsebene getrennt zu halten oder den Strom nicht Parallel mit einer underen Leiterbahn zu laufen. Zwei Parallele HochgeschwindigkeitsSignale erzeugen EMV und EWI, insbesondere Übersprechen. Der Widerstundsweg muss kurz gehalten und der Rückstrompfad so kurz wie möglich gehalten werden. Der Rückweg-Trace sollte die gleiche Länge wie der Sende-Trace haben. Für EWI wird eine die "Aggressoderspur" und die undere die "Opferspur" genannt. Induktive und kapazitive Kopplung kann "Opfer"-Spuren aufgrund des Voderhundenseins elektromagnetischer Felder beeinflussen und Voderwärts- und Rückwärtsströme auf den "Opfer-Spuren" verursachen. Auf diese Weise werden Wellen in einer stabilen Umgebung erzeugt, in der die Sende- und Empfangslängen des Signals nahezu gleich sind. In einer ausgewogenen Umgebung mit stabilen Leiterbahnen sollten sich die induzierten Ströme gegenseitig aufheben, um Übersprechen zu vermeiden. Wir leben jedoch in einer unvollkommenen Welt, in der so etwas nicht geschieht. Daher muss das Ziel sein, das Übersprechen für alle Spuren auf Niveau zu halten. Ist die Breite zwischen Parallelen Leiterbahnen doppelt so groß wie die Leiterbahnbreite, kann der Effekt von Übersprechen reduziert werden. Wenn die Leiterbahnbreite beispielsweise 5 mils beträgt, sollte der Abstund zwischen zwei Parallelen Leiterbahnen 10 mils oder mehr betragen. Da neue Materialien und neue Komponenten entstehen, müssen sich LeiterplattenDesigner auch weiterhin mit Problemen der elektromagnetischen Verträglichkeit und Interferenz aVerwendunginundersetzen.
4. Entkopplungskondensazuren
Entkopplungskondensazuren reduzieren die unerwünschten Effekte von Übersprechen und sollten zwischen den Strom- und Massepunkten des Geräts platziert werden, um eine niedrige AC-Impedanz zu gewährleisten, Rauschen und Übersprechen zu reduzieren. Um eine niedrige Impedanz über einen weiten Frequenzbereich zu erreichen, sollten mehrere Entkopplungskondensazuren verwendet werden. Eine wichtige Faustregel für die Platzierung von Entkopplungskondensazuren ist, die Wertkondensazuren möglichst nahe am Gerät zu platzieren, um induktive Effekte auf die Leiterbahnen zu reduzieren. Dieser Kondensazur wird so nah wie möglich an den Stromanschlüssen oder Stromleitungen des Geräts platziert und verbindet die Pads des Kondensazurs direkt mit Durchkontaktierungen oder Masseebenen. Wenn die Spuren lang sind, verwenden Sie mehrere Durchgänge, um Erdungsimpedanz zu machen.
5. 90° Winkel vermeiden
Um EWI zu reduzieren, vermeiden Sie Spuren, Durchkontaktierungen und undere Komponenten, die 90°-Winkel bilden, da rechte Winkel Strahlung erzeugen. An dieser Ecke erhöht sich die Kapazität und die charakteristische Impedanz ändert sich, was Reflexionen verursacht, die wiederum EWI verursachen. Um 90°-Winkel zu vermeiden, sollten Leiterbahnen mit Geistestens zwei 45°-Winkeln zu den Ecken geführt werden.
6. Verwenden Sie Vias sparsam
In fast allen LeiterplattenLayouts müssen Vias verwendet werden, um leitfähige Verbindungen zwischen verschiedenen Schichten herzustellen. PCB-Layout-Ingenieure müssen besonders vodersichtig sein, da Durchkontaktierungen Induktivität und Kapazität erzeugen. In einigen Fällen erzeugen sie auch Reflexionen, weil sich die charakteristische Impedanz ändert, wenn Durchgänge in der Spur gemacht werden. Denken Sie auch daran, dass Vias die Spurenlänge erhöhen und angepasst werden müssen. Bei dwennferentiellen Spuren sollten Vias so weit wie möglich vermieden werden. Falls dies unvermeidbar ist, sollten Vias in beiden Leiterbahnen verwendet werden, um Verzögerungen im Signal- und Rückweg auszugleichen.
7. Kabel/physische Abschirmung
Kabels tragening digital Schaltungs und analog aktuells erstellen Parasiten Kapazität und Induktivität dass caVerwendung viele EMV-related Probleme. Wenn a verdreht Paar Kabel is verwendet, die Kupplung Ebene is gehalten niedrig, Beseitigung die resultierend magnetisch Feld. Für hoch-Frequenz Signals, abgeschirmt Kabel muss be verwendet, mit beide die voderne und backBoden zu eliminieren EWI Interferenz. Physikalisch Abschirmung is die Verkapselung von die ganz oder Teil von die System mit a Metall Paket zu verhindern EWI von betreten die Schaltung on die Leiterplatte. Dies Schild Hundlungen wie an enschließend Bodened leitfähig enthaltener, Verringerung Antenne Schleife Größe und absoderbing EMI.
