Berita PCB - Tujuh tip: Bagaimana untuk menghindari masalah elektromagnetik PCB?

Kompatibiliti elektromagnetik (EMC) dan gangguan elektromagnetik yang berkaitan (EMI) sentiasa memerlukan mata enjin merancang sistem, terutama rancangan PCB dan enjin merancang, kerana rancangan papan sirkuit cetak dan pakej komponen berkurang dan Oems memerlukan sistem semakin cepat.

EMC berkaitan dengan generasi, penyebaran dan penerimaan tenaga elektromagnetik, dan tidak diinginkan dalam rancangan PCB. Energi elektromagnetik berasal dari sumber berbilang dan dicampur bersama-sama, jadi hati-hati istimewa perlu diambil untuk memastikan isyarat serasi dan tidak mengganggu satu sama lain apabila sirkuit, kabel, perforasi dan bahan PCB berbeza bekerja bersama-sama.

EMI, pada sisi lain, adalah kesan pemusnah disebabkan oleh EMC atau tenaga elektromagnetik tidak diinginkan. Dalam persekitaran elektromagnetik ini, penjana PCB mesti pastikan generasi tenaga elektromagnetik dikurangi untuk membuat gangguan.

Ini 7 tip untuk menghindari masalah elektromagnetik dalam rekaan PCB:

Tip 1: Buang PCB

Cara penting untuk mengurangi EMI adalah untuk merancang pendaratan PCB. Langkah adalah untuk membuat kawasan pendaratan dalam kawasan keseluruhan papan PCB sebanyak yang mungkin, yang boleh mengurangkan emisi, saling bercakap dan bunyi. Perhatian mesti diambil bila menyambung setiap komponen ke lapisan tanah atau tanah, jika tidak neutralisasi yang boleh dipercayai lapisan tanah tidak dapat digunakan sepenuhnya.

Rancangan PCB yang sangat kompleks mempunyai beberapa tekanan stabil. Idealnya, setiap tenaga rujukan mempunyai lapisan pendaratan sendiri. Namun, jika terdapat terlalu banyak lapisan tanah, ia akan meningkatkan biaya penghasilan PCB dan membuat harga terlalu tinggi. Kompromi adalah untuk menggunakan lapisan pendaratan di tiga hingga lima lokasi yang berbeza, masing-masing mungkin mengandungi seksyen pendaratan berbilang. Ini tidak hanya mengawal biaya penghasilan papan sirkuit, tetapi juga mengurangi EMI dan EMC.

Sistem grounding impedance rendah penting jika EMC hendak dilaksanakan. Pada PCBS berbilang lapisan, terdapat lapisan pencuri yang boleh dipercayai selain dari imbangan lawan pencuri tembaga atau lapisan pencuri yang terbentang kerana ia mempunyai impedance rendah dan boleh menyediakan laluan semasa yang merupakan sumber isyarat terbalik.

Untuk mengatasi isu EMC dalam PCBS berbilang lapisan, terdapat lapisan pencuri yang kuat selain daripada imbangan tembaga atau lapisan pencuri yang tersebar.

Masa yang diperlukan untuk isyarat untuk kembali ke bumi juga penting. Masa antara isyarat dan sumber mesti sama; Jika tidak, antena - seperti fenomena akan berlaku dan tenaga radiasi akan menjadi sebahagian dari EMI. Sama seperti, laluan semasa ke/dari sumber isyarat sepatutnya singkat yang mungkin. Jika panjang laluan sumber dan laluan kembali tidak sama, akan ada lompatan mendarat, yang juga akan menghasilkan EMI.

Jika masa isyarat masuk dan keluar dari sumber isyarat tidak disegerakkan, antena seperti fenomena akan berlaku, yang radiasi tenaga dan menyebabkan EMI.

Tip 2: Menjauhkan EMI

Kerana perbezaan EMI, peraturan desain EMC yang baik adalah untuk memisahkan sirkuit analog dan digital. Sirkuit analog dengan ampera tinggi atau arus tinggi patut dijauhkan dari kawat kelajuan tinggi atau isyarat tukar. Jika mungkin, mereka harus dilindungi oleh isyarat tanah. Pada PCBS berbilang lapisan, kawat analog patut berada pada satu pendaratan dan tukar kawat atau tinggi

Kabel kelajuan-h sepatutnya berada pada pendaratan lain. Sebagai hasilnya, isyarat sifat yang berbeza dipisahkan.

Bunyi frekuensi tinggi yang dipasang dengan laluan sekeliling kadang-kadang boleh dibuang dengan penapis laluan rendah. Penapis boleh menekan bunyi dan mengembalikan semasa yang tetap. Ia penting untuk memisahkan pendaratan isyarat analog dan digital. Kerana litar analog dan digital mempunyai ciri-ciri unik, penting untuk memisahkan mereka. Isyarat digital mesti mempunyai pendaratan digital dan isyarat analog mesti berakhir pada pendaratan analog.

Dalam rancangan sirkuit digital, jurutera rancangan PCB dan rancangan memberikan perhatian khusus kepada isyarat kelajuan tinggi dan jam. Pada kelajuan tinggi, isyarat dan jam seharusnya sebagai pendek yang mungkin dan dekat dengan tanah, yang, seperti yang disebut sebelumnya, menjaga percakapan salib, bunyi dan radiasi dalam sempadan yang boleh dikendalikan.

Isyarat digital juga perlu disimpan jauh dari pesawat kuasa. Jika ia terlalu dekat, ia boleh menghasilkan bunyi atau induksi, yang boleh melemahkan isyarat.

Tip 3: Crosstalk dan kawat adalah fokus

Kawalan sangat penting untuk memastikan aliran normal semasa. Jika semasa datang dari oscilator atau peranti yang sama lain, ia adalah khusus penting untuk menjaga semasa terpisah dari pendaratan atau tidak mempunyai semasa selari dengan garis lain. Dua isyarat kelajuan tinggi selari boleh menghasilkan EMC dan EMI, terutama crosstalk. Laluan perlawanan mesti pendek dan laluan semasa kembali yang pendek yang mungkin. Panjang laluan kembali mesti sama dengan laluan hantar.

Untuk EMI, satu dipanggil "kabel gangguan" dan yang lain adalah "kabel pengkorban". Penyambungan induksi dan kapasitasi boleh mempengaruhi kabel "mangsa" disebabkan kehadiran medan elektromagnetik, sehingga menghasilkan aliran ke hadapan dan balik pada "kabel mangsa". Dengan cara ini, ribple dihasilkan dalam persekitaran yang stabil di mana panjang isyarat dihantar dan diterima hampir sama.

Dalam persekitaran kabel yang seimbang dan stabil, arus yang disebabkan sepatutnya membatalkan satu sama lain untuk menghapuskan saling bercakap. Tetapi kita hidup di dunia yang tidak sempurna, dan itu tidak berlaku. Oleh itu, tujuan mesti untuk menjaga semua salib bercakap dalam baris pada tahap. Jika lebar antara garis selari adalah dua kali lebar garis, kesan perbualan selari boleh dikurangkan ke. Contohnya, jika lebar garis adalah 5 mils, jarak antara dua garis selari sepatutnya 10 mils atau lebih.

Penjana PCB juga mesti terus berjuang dengan masalah emc dan gangguan semasa bahan dan komponen baru muncul.

Tip 4: Memutuskan kondensator

Penghapusan kondensator mengurangkan kesan negatif perbualan salib. Mereka sepatutnya ditempatkan antara kuasa dan pins tanah peranti untuk memastikan impedance AC rendah dan mengurangkan bunyi dan percakapan salib. Untuk mencapai impedance rendah dalam julat frekuensi luas, kondensator pemisahan berbilang patut digunakan.

Crosstalk boleh dikurangkan dengan menggunakan kondensator pemisahan sekitar tata grid sferik. (Imej: NexLogic) Prinsip penting untuk meletakkan kondensator penyahpautan adalah meletakkan kondensator dengan nilai kondensasi sebanyak mungkin dengan peranti untuk mengurangi kesan induktif pada kawat. Kondensator tertentu ini ditempatkan sebanyak mungkin kepada pin kuasa atau kabel kuasa peralatan dan pad kondensator tersambung secara langsung ke lubang atau tanah. Jika kabel panjang, gunakan lubang-lubang berbilang untuk memastikan penghalang mendarat.

Tip 5: Lupakan sudut 90°

Untuk mengurangi EMI, mengelakkan sudut 90° yang terbentuk dengan kabel, perforasi, dan komponen lain, kerana sudut kanan akan menghasilkan radiasi. Pada sudut ini kapasitas akan meningkat dan impedance karakteristik akan berubah, membawa kepada refleksi dan demikian EMI. Untuk menghindari sudut 90°, kawat sepatutnya dijalurkan sekurang-kurangnya dua sudut 45° ke sudut.

Tip 6: Guna lubang dengan berhati-hati

Dalam hampir semua bentangan PCB, perforasi mesti digunakan untuk menyediakan sambungan konduktif antara lapisan yang berbeza. jurutera bentangan PCB perlu berhati-hati kerana induktan dan kapasitas yang dijana melalui lubang. Dalam beberapa kes, mereka juga mencerminkan kerana perubahan keterangan impedance sebagai lubang dibuat dalam kawat.

Juga ingat bahawa perforasi meningkatkan panjang garis dan perlu sepadan. Jika wayar berbeza digunakan, melalui lubang perlu dihindari sejauh mungkin. Jika ini tidak dapat dihindari, lubang melalui sepatutnya digunakan dalam kedua-dua laluan untuk membalas keterlambatan dalam laluan isyarat dan kembali.

Tip 7: Kabel dan perisai fizikal

Kabel yang membawa sirkuit digital dan arus analog boleh menghasilkan kondensator dan induktor parasit, menyebabkan banyak masalah berkaitan EMC. Jika kabel pasangan bertukar digunakan, aras sambungan tetap rendah, menghapuskan medan magnet yang berasal. Untuk isyarat frekuensi tinggi, kabel pelindung mesti ditanda di depan dan kembali untuk menghapuskan gangguan EMI.

Perisai fizikal adalah pakej logam yang meliputi seluruh sistem atau sebahagian dari sistem dan menghalang EMI memasuki sirkuit PCB. Perisai ini bertindak sebagai bekas konduktif mendarat tertutup, mengurangi saiz loop antena dan menyerap EMI.