Rancangan Elektronik - Analisis dan Luaran Kegangguan PCB Frekuensi Tinggi

Dalam rancangan papan PCB, dengan meningkat frekuensi cepat, banyak gangguan berbeza dari rancangan papan PCB frekuensi rendah akan muncul. Empat aspek: gangguan, sambungan, dan gangguan elektromagnetik (EMI). Melalui menganalisis pelbagai masalah gangguan PCB frekuensi tinggi, bergabung dengan latihan dalam kerja, satu penyelesaian yang efektif diusulkan.

1. Suara bekalan kuasa

Dalam sirkuit frekuensi tinggi, bunyi bekalan kuasa mempunyai pengaruh yang sangat jelas pada isyarat frekuensi tinggi. Oleh itu, keperluan pertama adalah bahawa bekalan kuasa adalah kebisingan rendah. Di sini, tanah bersih adalah sama penting seperti sumber kuasa bersih. Kenapa? Jelas, bekalan kuasa mempunyai impedance tertentu, dan impedance dihantar pada seluruh bekalan kuasa, oleh itu, bunyi juga akan ditolak pada bekalan kuasa. Kemudian kita perlu mengurangi kekurangan bekalan kuasa sebanyak yang mungkin, jadi lebih baik untuk mempunyai lapisan kuasa dan lapisan tanah. Dalam rancangan sirkuit frekuensi tinggi, bekalan kuasa dirancang dalam bentuk lapisan, dan dalam kebanyakan kes ia jauh lebih baik daripada rancangan dalam bentuk bas, sehingga loop sentiasa boleh mengikut laluan dengan paling sedikit impedance. Selain itu, papan kuasa perlu menyediakan gelung isyarat untuk semua isyarat yang dijana dan diterima pada PCB, sehingga gelung isyarat boleh diminumkan, dengan itu mengurangkan bunyi, yang sering diabaikan oleh perancang sirkuit frekuensi rendah.

Terdapat beberapa cara untuk menghapuskan bunyi bekalan kuasa dalam rancangan PCB:

1. Pay attention to the through holes on the board: the through holes make the power layer need to etch openings to leave space for the through holes to pass through. Dan jika pembukaan lapisan kuasa terlalu besar, ia akan mempengaruhi gelung isyarat, isyarat akan dipaksa untuk mengelak, kawasan gelung akan meningkat, dan bunyi akan meningkat. Pada masa yang sama, jika beberapa garis isyarat berkonsentrasi berhampiran pembukaan dan berkongsi loop ini, impedance umum akan menyebabkan crosstalk.

2. Sambungan wayar memerlukan wayar tanah yang cukup: setiap isyarat perlu mempunyai loop isyarat proprietari sendiri, dan kawasan loop isyarat dan loop seharusnya sebanyak mungkin, iaitu, isyarat dan loop seharusnya selari.

3. Sumber kuasa bekalan kuasa analog dan digital patut dipisahkan: peranti frekuensi tinggi secara umum sangat sensitif kepada bunyi digital, jadi kedua-dua patut dipisahkan dan disambung bersama-sama pada pintu masuk bekalan kuasa. Jika isyarat perlu menyeberangi bahagian analog dan digital, ia boleh menjadi Loop ditempatkan di menyeberang untuk mengurangi kawasan loop, yang digunakan untuk menyeberang antara isyarat digital dan analog loop isyarat.

4. Lupakan penyelamatan bekalan kuasa terpisah antara lapisan yang berbeza: jika tidak bunyi sirkuit mudah dipasang melalui kapasitasi parasit.

5. Isolasikan komponen sensitif: seperti PLL.

6. Letakkan garis kuasa: Untuk mengurangkan gelung isyarat, mengurangkan bunyi dengan meletakkan garis kuasa di tepi garis isyarat.

Kedua, garis penghantaran

Hanya ada dua jenis garis penghantaran yang mungkin dalam PCB: garis garis garis dan garis microwave. Masalah terbesar garis penghantaran adalah refleksi. Refleksi akan menyebabkan banyak masalah. Contohnya, isyarat muatan akan menjadi superposisi isyarat asal dan isyarat echo, yang meningkatkan kesukaran analisis isyarat. ; Refleksi akan menyebabkan kehilangan kembalian (kehilangan kembalian), dan kesannya pada isyarat adalah sama serius seperti kesan gangguan bunyi aditif:

1. isyarat yang dikembalikan ke sumber isyarat akan meningkatkan bunyi sistem, membuat lebih sukar bagi penerima untuk membedakan bunyi dari isyarat;

2. Setiap isyarat terefleksikan akan mengurangi kualiti isyarat dan mengubah bentuk isyarat input. Dalam prinsip, penyelesaian adalah kebanyakan persamaan impedance (contohnya, impedance antara sambungan seharusnya sepadan dengan impedance sistem dengan baik), tetapi kadang-kadang pengiraan impedance adalah lebih masalah, anda boleh rujuk ke beberapa perisian pengiraan impedance garis trasmis.

Kaedah untuk menghapuskan gangguan garis penghantaran dalam rancangan PCB adalah seperti ini:

1. Lupakan penghentian pengendalian garis penghantaran. Titik di mana impedance berhenti adalah titik di mana garis transmisi mempunyai perubahan tiba-tiba, seperti sudut lurus, vias, dll., yang seharusnya dihindari sebanyak mungkin. Kaedah adalah: menghindari sudut lurus jejak, cuba untuk pergi sejauh mungkin pada 45° atau lengkung, dan bengkok besar juga diterima; gunakan sebanyak mungkin, kerana setiap melalui adalah titik penghentian impedance, dan isyarat lapisan luar menghindari melewati lapisan dalaman, dan sebaliknya.

2. Jangan guna barang. Kerana mana-mana barang adalah sumber bunyi. Jika garis stub pendek, ia boleh dihentikan pada akhir garis penghantaran; jika garis stub panjang, garis transmisi utama akan digunakan sebagai sumber, yang akan menyebabkan refleksi besar dan rumit masalah, jadi ia tidak disarankan untuk menggunakannya.

Ada beberapa cara untuk menghapuskan percakapan salib dalam rancangan PCB:

1. Kedua-dua jenis pertukaran salib meningkat dengan meningkat penambahan muatan, jadi garis isyarat yang sensitif kepada gangguan disebabkan oleh pertukaran salib sepatutnya dihentikan dengan betul.

2. meningkatkan jarak antara garis isyarat sebanyak yang mungkin untuk mengurangi persimpangan kapasitif secara efektif. Lakukan pengurusan lapisan tanah, ruang diantara kawat (misalnya, mengisolasi garis isyarat aktif dan garis tanah, terutama diantara garis isyarat yang mempunyai keadaan dan tanah yang diubah) dan mengurangkan induktan lead.

3. Masukkan wayar tanah diantara wayar isyarat sebelah juga boleh mengurangkan persimpangan kapasitif secara efektif. Kabel tanah ini perlu disambung ke tanah setiap 1/4 panjang gelombang.

4. Untuk percakapan salib induktif, kawasan loop patut dikurangkan sebanyak yang mungkin, dan jika dibenarkan, loop ini patut dibuang. Baineng.com adalah perusahaan sussidiaris Kumpulan Qinji dan merupakan platform perkhidmatan industri elektronik dalaman yang memimpin. Ia menyediakan komponen dalam talian, pembelian sensor, penyesuaian PCB, distribusi BOM, pemilihan bahan dan rantai bekalan industri elektronik lainnya penyelesaian lengkap, satu-stop untuk memenuhi industri elektronik keperluan keseluruhan pelanggan kecil dan medium dalam industri.

5. Lupakan gelung berkongsi isyarat.

6. Fokus pada integriti isyarat: Penjana mesti laksanakan penghentian semasa proses penyeludupan untuk menyelesaikan integriti isyarat. Penjana yang mengadopsi kaedah ini boleh fokus pada panjang garis mikro foil tembaga melindungi untuk mendapatkan prestasi integriti isyarat yang baik. Untuk sistem yang menggunakan sambungan padat dalam struktur komunikasi, perancang boleh menggunakan PCB untuk penghentian.

Empat, gangguan elektromagnetik

Semasa kelajuan meningkat, EMI akan menjadi semakin serius dan muncul dalam banyak aspek (seperti gangguan elektromagnetik pada sambungan). Peranti kelajuan tinggi sangat sensitif kepada ini. Oleh itu, mereka akan menerima isyarat palsu kelajuan tinggi, sementara kelajuan rendah peranti akan mengabaikan isyarat palsu seperti itu.

Ada beberapa cara untuk menghapuskan gangguan elektromagnetik dalam rancangan PCB:

1. Kurangkan gelung: Setiap gelung sama dengan antena, jadi kita perlu minimumkan bilangan gelung, kawasan gelung dan kesan antena gelung. Pastikan isyarat hanya mempunyai satu laluan loop pada mana-mana dua titik, menghindari loop buatan, dan cuba untuk menggunakan lapisan kuasa.

2. Penapis: Penapis boleh digunakan untuk mengurangi EMI pada garis kuasa dan pada garis isyarat. Terdapat tiga kaedah: pemasangan kondensator, penapis EMI, dan komponen magnetik.

3. Perisai dan minimumkan kelajuan peranti frekuensi tinggi.

4. Meningkatkan konstan dielektrik papan PCB boleh mencegah bahagian frekuensi tinggi seperti garis transmisi dekat papan daripada radiasi ke luar; meningkatkan tebal papan PCB dan mengurangi tebal garis microstrip boleh mencegah wayar elektromagnetik dari mengalir berlebihan dan juga mencegah radiasi.

Pada titik ini perbincangan, kita boleh mengakhiri bahawa dalam rancangan PCB frekuensi tinggi, kita perlu mengikut prinsip berikut:

1. Kesatuan dan kestabilan bekalan tenaga dan tanah.

2. Kawalan berhati-hati dan penghentian yang tepat boleh menghapuskan refleksi.

3. Kawalan yang berhati-hati dan penghentian yang tepat boleh mengurangi persimpangan kapasitif dan induktif.

4. Perlu menekan bunyi untuk memenuhi keperluan EMC.