Rancangan Elektronik - Rancangan teknologi anti-gangguan PCB

1 Perkenalan

EMC kompatibilitas elektromagnetik merujuk kepada kemampuan sistem elektronik untuk bekerja secara biasa sesuai dengan keperluan desain dalam persekitaran elektromagnetik yang dinyatakan. Pergangguan elektromagnetik yang mengalami oleh sistem elektronik tidak hanya berasal dari radiasi medan elektrik dan magnetik, tetapi juga mempunyai pengaruh dari impedance umum garis, kombinasi wayar dan struktur sirkuit. Apabila mengembangkan dan merancang sirkuit, kami juga berharap papan sirkuit cetak yang direka adalah semakin rendah terhadap gangguan luaran yang mungkin, dan bahawa ia akan mengganggu sistem elektronik lain sebanyak mungkin. Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi prestasi anti-gangguan papan cetak, termasuk tebal foli tembaga, lebar dan panjang wayar cetak dan perbualan salib antara wayar sebelah, rasionalitas bentangan komponen dalam papan, dan halangan umum wayar. Medan elektromagnetik yang dijana oleh wayar dan komponen dalam ruang angkasa, dll.

Tugas utama untuk merancang papan cetak adalah untuk menganalisis sirkuit dan menentukan sirkuit kunci. Ini untuk mengenalpasti sirkuit mana sumber gangguan dan sirkuit mana sirkuit sensitif, dan mencari jalan apa sumber gangguan yang boleh digunakan untuk mengganggu sirkuit sensitif. Dalam sirkuit analog, sirkuit analog tahap rendah sering sirkuit sensitif, dan penyampai kuasa sering sumber gangguan. Apabila frekuensi kerja rendah, sumber gangguan terutamanya mengganggu sirkuit sensitif melalui sambungan baril antar-wayar; apabila frekuensi kerja tinggi, sumber gangguan terutamanya mengganggu sirkuit sensitif melalui radiasi elektromagnetik. Dalam litar digital, isyarat repetitif kelajuan tinggi, seperti isyarat jam, isyarat bas, dll., mempunyai banyak komponen frekuensi, yang merupakan sumber terhebat gangguan dan sering mengancam litar sensitif. Tetapkan semula sirkuit, saluran gangguan, dll. adalah sirkuit sensitif, yang susah untuk gangguan dari titik, sehingga sirkuit digital tidak boleh berfungsi secara biasa. Sirkuit input/output (1/0) tersambung ke dunia luar, dan perhatian istimewa juga perlu diberikan. Jika litar UO dekat dengan sumber gangguan seperti garis jam, tenaga frekuensi tinggi yang tidak diperlukan akan disertai ke garis output, dan bunyi di garis akan mengganggu litar sensitif dekat kabel melalui radiasi atau kondukti.

Berdasarkan analisis lengkap sirkuit dan menentukan sirkuit kunci, sirkuit mesti diatur dengan betul di papan cetak. Untuk sirkuit digital, sirkuit kelajuan tinggi (seperti sirkuit jam, sirkuit logik kelajuan tinggi, dll.), sirkuit logik kelajuan tengah dan rendah, dan sirkuit UO sepatutnya diatur di kawasan yang berbeza, dan sumber gangguan dan sirkuit sensitif sepatutnya dipisahkan dalam ruang sebanyak yang mungkin, sehingga sumber gangguan boleh dipisahkan. Penggangguan radiasi ke sirkuit sensitif sangat dikurangi.

2 Rancangan anti-jamming papan dicetak

Tujuan rancangan anti-gangguan papan PCB adalah untuk mengurangi radiasi elektromagnetik papan PCB dan perbualan salib antara sirkuit pada papan PCB. Selain itu, rancangan tanah PCB mempengaruhi secara langsung radiasi mod-umum kabel 1/0. Oleh itu, rancangan anti-gangguan PCB adalah sangat penting untuk mengurangi radiasi maklumat elektromagnetik sistem.

2.1 Design bentangan PCB

Kepadatan papan sirkuit cetak (PCB) semakin tinggi dan tinggi, dan kualiti rancangan PCB mempunyai pengaruh besar pada kemampuan anti-gangguan, jadi bentangan PCB berada dalam kedudukan yang sangat penting dalam rancangan.

Keperlukan bentangan untuk komponen istimewa:

1. Semakin pendek kabel antara komponen frekuensi tinggi, semakin baik, dan mengurangi gangguan elektromagnetik antara satu sama lain; komponen yang susah untuk gangguan tidak sepatutnya terlalu dekat; komponen input dan output sepatutnya sejauh mungkin;

2. Beberapa komponen mempunyai perbezaan potensi yang lebih tinggi, jadi jarak diantara mereka perlu ditambah untuk mengurangi radiasi mod umum. Beri perhatian khusus kepada rasionalitas bentangan komponen dengan tegangan tinggi;

3. Elemen panas seharusnya jauh dari elemen pemanasan;

4. Kondensator penyelesaian seharusnya dekat dengan pin kuasa cip;

5. Bentangan komponen boleh disesuaikan seperti potensimeter, kotol induksi boleh disesuaikan, kondensator pembolehubah, penyunting mikro, dll. patut ditempatkan dalam kedudukan mudah disesuaikan sesuai dengan yang diperlukan;

6. Kedudukan yang ditempatkan oleh lubang kedudukan papan cetak dan kurungan tetap patut disimpan.

Keperlukan bentangan bagi komponen umum:

1. Letakkan komponen setiap unit sirkuit fungsional mengikut aliran sirkuit, supaya arah aliran isyarat sebanyak mungkin;

2. Ambil komponen utama setiap sirkuit fungsional sebagai pusat dan letak di sekelilingnya. Komponen patut diatur secara serentak dan rapi pada PCB untuk minimumkan dan pendek petunjuk dan sambungan antara komponen;

3. Untuk sirkuit yang berfungsi pada frekuensi tinggi, gangguan antara komponen patut dianggap. Secara umum, komponen patut diatur secara selari yang mungkin untuk memudahkan kabel;

4. Garis luar PCB biasanya tidak kurang dari 80 mils dari pinggir papan sirkuit. Bentuk terbaik papan sirkuit adalah segiempat. Nisbah aspek ialah 3:2 atau 4:30.

2.2 Design bentangan PCB

Kepadatan kabel PCB meningkat, jadi rancangan kabel PCB sangat penting.

1. Lapisan garis kuasa papan empat lapisan seharusnya sebanyak mungkin kepada lapisan garis bawah untuk mendapatkan impedance kuasa minimum. Dari atas ke bawah adalah: wayar isyarat, wayar tanah, wayar kuasa, wayar isyarat. Mengingat kompatibilitas elektromagnetik, papan enam lapisan terbaik dari atas ke bawah adalah: wayar isyarat, wayar tanah, wayar isyarat, wayar kuasa, wayar tanah, wayar isyarat;

2. Baris jam sepatutnya bersebelahan dengan lapisan tanah, dan lebar baris sepatutnya sebanyak yang mungkin, dan lebar baris setiap baris jam sepatutnya sama;

3. Lapisan isyarat bersebelahan dengan wayar tanah diatur dengan garis isyarat digital kelajuan tinggi dan garis isyarat analog tahap rendah, dan lapisan lebih jauh diatur dengan garis isyarat kelajuan rendah dan garis isyarat analog tahap tinggi;

4. Kawalan terminal input dan output patut dihindari sejauh mungkin untuk menghindari sambungan selari untuk menghindari balas balik;

5. Bengkung wayar dicetak adalah biasanya sudut obtuse 135 darjah;

6. Lebar baris garis kuasa dan garis tanah patut ditambah sebanyak yang mungkin, dan lebar kawat peranti dengan pitch pin 0.5 mm tidak patut kurang dari 12 mil;

7. Lebar garis isyarat litar digital umum adalah 8.il-10nul, dan pitch adalah 6mi1-8mil;

8. Pemimpin kondensator penyahradiasi tidak sepatutnya terlalu panjang, terutama untuk kondensator bypass frekuensi tinggi;

9. Tanah digital dan tanah analog pada papan sirkuit isyarat-campuran terpisah. Jika kabel menyeberangi ruang pemisahan, radiasi elektromagnetik dan gangguan isyarat akan meningkat dengan tajam, menyebabkan masalah kompatibilitas elektromagnetik. Oleh itu, rancangan PCB secara umum mengadopsi tanah, bentangan dan kawat bersatu melalui sirkuit digital dan sirkuit analog;

10. Untuk beberapa isyarat kelajuan tinggi, kawat pasangan berbeza boleh digunakan untuk mengurangi radiasi elektromagnetik.

4 Kesimpulan

Papan cetak berbilang-lapisan mempunyai ciri-ciri anti-gangguan unik. Dengan pembangunan terus menerus sirkuit integrasi skala besar dan sirkuit integrasi skala sangat besar, orang akan semakin menerima papan cetak berbilang lapisan. Dalam sistem elektronik modern, dengan meningkat frekuensi jam dan meningkat integrasi cip, rasionalitas dan kepercayaan rancangan PCB semakin penting. Dalam rancangan, masalah khusus perlu dianalisis untuk mendapatkan rancangan PCB berkualiti tinggi.