Berita PCB - Name

Kompatibiliti elektromagnetik merujuk kepada kemampuan peranti atau sistem untuk bekerja secara biasa dalam persekitaran elektromagnetik dan tidak menyebabkan gangguan elektromagnetik yang tidak dapat ditahan kepada apa-apa dalam persekitaran. Tujuan rekaan kompatibilitas elektromagnetik adalah untuk membolehkan peralatan elektronik untuk menekan semua jenis gangguan luaran, sehingga peralatan elektronik boleh berfungsi secara biasa dalam persekitaran elektromagnetik tertentu, dan untuk mengurangkan gangguan elektromagnetik peralatan elektronik sendiri kepada peralatan elektronik lain.

Semasa sensitiviti peralatan elektronik semakin tinggi, kemampuan untuk menerima isyarat lemah semakin kuat, dan band frekuensi produk elektronik semakin luas semakin kecil, dan peralatan elektronik diperlukan untuk mempunyai kemampuan anti-gangguan yang lebih kuat. Gelombang elektromagnetik yang dijana oleh beberapa peranti elektronik boleh dengan mudah menyebabkan gangguan elektromagnetik kepada peranti elektronik lain disekitarnya, menyebabkan kerosakan atau mempengaruhi transmisi isyarat. Selain itu, gangguan elektromagnetik yang berlebihan akan menyebabkan pencemaran elektromagnetik, membahayakan kesehatan orang, dan menghancurkan persekitaran ekologi. Artikel menganalisis beberapa teknologi kunci kompatibilitas elektromagnetik dalam reka PCB (papan sirkuit cetak, juga dipanggil papan sirkuit cetak).

1. Ralat bekalan kuasa

Sumber kuasa peralatan elektronik tersambung dengan unit fungsi lain. Di satu sisi, isyarat yang tidak diperlukan yang dijana dalam bekalan kuasa boleh mudah dipasang ke setiap unit fungsi. Di sisi lain, isyarat tidak diperlukan dalam unit mungkin disambung dengan impedance umum bekalan kuasa. Pergi ke unit lain. Oleh itu, tindakan berikut patut diambil dalam rancangan bekalan kuasa.

(1) Berdasarkan saiz semasa papan sirkuit cetak, cuba meningkatkan lebar garis kuasa sebanyak yang mungkin, mengurangkan lawan loop, dan membuat arah garis kuasa dan garis tanah konsisten dengan arah penghantaran data; pada masa yang sama, gunakan lapisan kuasa dan lapisan tanah dalam PCB berbilang lapisan, Untuk mengurangkan panjang baris dari garis kuasa ke lapisan kuasa atau lapisan tanah. Ini membantu untuk meningkatkan kemampuan anti-bunyi;

(2) Bila mungkin, membuat bekalan kuasa secara terpisah menyediakan kuasa kepada setiap unit fungsional, dan semua sirkuit yang menggunakan bekalan kuasa umum adalah sebanyak mungkin satu sama lain dan serasi satu sama lain;

(3) Guna penapis kuasa pada saluran AC dan DC untuk mencegah gangguan luaran daripada memasuki peralatan melalui bekalan kuasa, mencegah menukar transien dan isyarat lain yang dijana di dalam peralatan daripada memasuki bekalan kuasa utama, dan secara efektif mengisolasi garis input dan output bekalan kuasa dan input garis penapis Dan output;

(4) Melakukan perisai medan elektromagnetik yang berkesan pada bekalan kuasa, dan mengisolasi bekalan kuasa tenaga tinggi dari sirkuit sensitif sebanyak mungkin, terutama bekalan kuasa tukar, yang akan menyebabkan radiasi frekuensi tinggi dan gangguan kondukti. Guna pengubah kuasa melindungi elektrostatik untuk menekan mod umum pada garis kuasa Interference, pengubah pengasingan melindungi berbilang mempunyai prestasi yang lebih baik;

(5) Sumber kuasa patut menyimpan impedance output rendah untuk semua keadaan fungsi sirkuit. Walaupun dalam julat frekuensi radio, kondensator output patut menunjukkan impedance rendah, sambil memastikan regulator mempunyai masa balas yang cukup pantas untuk menekan ripple frekuensi tinggi dan transient. Memuatkan kesan

(6) Dioda penyesuaian sepatutnya berfungsi pada densiti semasa rendah untuk menyediakan bypass RF yang cukup untuk dioda Zener;

(7) Pengubah kuasa patut seimbang secara simetrik, bukan pengubah seimbang kuasa, dan bahan inti yang digunakan patut menjadi had bawah induksi magnetik ketepuan (Bm). Dalam mana-mana kes, ia mesti memastikan bahawa inti besi tidak dipandu ke keadaan ketepuan. Struktur utama penukar sepatutnya jenis D dan jenis C, dan jenis E adalah kedua.

2. Rancangan wayar tanah

Bunyi tanah, iaitu, perbezaan potensi antara wayar tanah setiap bahagian sistem atau bunyi tanah disebabkan oleh wujud impedance tanah. Kerana sistem pendaratan mempunyai masalah perbezaan potensi tanah, kaedah pendaratan yang sepadan mesti dipilih mengikut ciri-ciri PCB dalam proses merancang pendaratan produk. Dalam rancangan produk elektronik, grounding adalah kaedah penting untuk mengawal gangguan. Jika pendaratan dan perisai boleh digabung dengan betul, kebanyakan masalah gangguan boleh diselesaikan. Struktur wayar tanah dalam produk elektronik melibatkan tanah sistem, tanah chassis, tanah digital dan tanah analog. Titik berikut patut diperhatikan dalam desain wayar tanah:

(1) Kabel mendarat sepatutnya sebisak mungkin. Jika garis tanah sangat tipis, potensi tanah akan berubah dengan perubahan semasa, menyebabkan aras isyarat masa produk elektronik tidak stabil, dan prestasi anti bunyi dikurangi. Oleh itu, wayar tanah seharusnya sebisak mungkin dalam desain, sehingga ia boleh melewati tiga kali aliran yang dibenarkan papan sirkuit cetak. Jika boleh, lebar wayar tanah sepatutnya lebih besar dari 3mm.

(2) Pilih kaedah pendaratan dengan betul. Tujuan tetapan pendaratan titik tunggal adalah untuk mencegah semasa dan frekuensi radio semasa dari subsistem dua aras rujukan berbeza daripada melewati laluan kembali yang sama dan menyebabkan sambungan impedance umum. Kaedah pendaratan ini lebih sesuai untuk PCB frekuensi rendah, yang boleh mengurangkan pengaruh pengendalian transmisi yang disebarkan. Namun, dalam PCB frekuensi tinggi, induktan laluan kembali menjadi bahagian utama impedance garis pada frekuensi tinggi. Oleh itu, untuk mengurangkan impedance tanah dalam PCB frekuensi tinggi, kaedah pendaratan berbilang titik biasanya digunakan. Perkara yang paling penting untuk pendaratan berbilang titik adalah untuk memerlukan panjang minimum bagi pemimpin pendaratan, kerana pemimpin yang lebih panjang bermakna indutan yang lebih besar, dengan itu meningkatkan impedance tanah dan menyebabkan perbezaan potensi tanah. Struktur pendaratan campuran adalah kombinasi pendaratan satu titik dan pendaratan berbilang titik. Jenis struktur ini biasanya digunakan apabila terdapat frekuensi campuran tinggi dan rendah dalam PCB, iaitu, pendaratan satu titik ada pada frekuensi rendah, dan pendaratan berbilang titik ada pada frekuensi tinggi.

(3) Tanah digital terpisah dari tanah analog. Kedua-dua litar logik kelajuan tinggi dan litar linear pada papan litar. Mereka sepatutnya dipisahkan sebanyak mungkin. Kawalan tanah kedua-duanya tidak boleh dicampur, dan ia sepatutnya disambung ke wayar tanah terminal bekalan kuasa. Kabel tanah sirkuit frekuensi rendah sepatutnya ditanda secara selari pada titik tunggal sebanyak yang mungkin. Apabila kabel sebenar adalah sukar, ia boleh disambung sebahagian dalam siri dan kemudian mendarat dalam selari. Sirkuit frekuensi tinggi seharusnya ditanda pada titik berbilang dalam siri, wayar tanah seharusnya pendek dan tebal, dan foil tanah-kawasan besar-bentuk grid seharusnya digunakan sekitar komponen frekuensi tinggi sebanyak yang mungkin. Cuba meningkatkan kawasan dasar sirkuit linear sebanyak mungkin.

(4) Kabel tanah membentuk gelung tertutup. Apabila merancang sistem pendaratan papan sirkuit cetak yang terdiri dari sirkuit digital sahaja, menjadikan wayar pendaratan sirkuit tertutup boleh meningkatkan kemampuan anti-bunyi secara signifikan. Kerana terdapat banyak komponen sirkuit terintegrasi di papan sirkuit cetak, terutama apabila terdapat komponen yang mengkonsumsi lebih kuasa, disebabkan keterbatasan tebal wayar tanah, perbezaan potensi besar akan dijana pada wayar tanah, yang akan menyebabkan imunite bunyi berkurang. Kabel mendarat membentuk loop, yang akan mengurangi perbezaan potensi dan meningkatkan kemampuan anti-bunyi peralatan elektronik.

(5) Guna isolator optik untuk memotong gangguan loop tanah. Sambungan optik biasanya menggunakan sambungan optik dan serat optik. Kapensitasi parasit optokoupler adalah biasanya 2pF, yang boleh menyediakan izolasi yang baik untuk frekuensi tinggi. Sambungan serat optik hampir tiada kapasitas parasit, tetapi ia mahal dan tidak selesa untuk memasang dan menyimpan.

3. Bypass dan desain pemisahan

Bypass adalah untuk memindahkan tenaga RF mod umum tidak diinginkan dari komponen atau kabel. Fungsi utama kondensator bypass adalah untuk menghasilkan komponen AC untuk menghapuskan tenaga tidak diinginkan yang memasuki kawasan yang sensitif. Penghapusan merujuk untuk membuang fungsi utama kondensator penghapusan adalah untuk menyediakan bekalan kuasa DC setempat kepada komponen untuk mengurangkan penyebaran bunyi menukar papan dan untuk memimpin bunyi ke tanah.

3.1 Pemilihan kondensator

Dengan memilih kapasitor bypass dan penyahpautan, frekuensi resonan diri kapasitor yang diperlukan boleh dihitung melalui siri logik dan kelajuan jam yang digunakan, dan nilai kapasitor boleh dipilih mengikut frekuensi dan reaksi kapasitor dalam sirkuit. Untuk saiz pakej, cuba memilih kondensator SMT dengan induktan lead lebih rendah daripada kondensator lubang melalui. Selain itu, reka-reka produk sering menggunakan kondensator pemisahan selari untuk menyediakan band frekuensi operasi yang lebih besar dan mengurangkan ketidakseimbangan tanah. Sistem kondensator paralel, apabila frekuensi operasi lebih tinggi daripada frekuensi resonan diri, kondensator besar menunjukkan impedance induktif dan meningkat dengan meningkat frekuensi; Sementara kondensator kecil menunjukkan impedance kapasitatif dan menurun dengan meningkat frekuensi, dan pada masa ini, kapasitasi seluruh sirkuit kondensator impedance adalah lebih kecil daripada impedance satu kondensator.

3.2 Konfigurasi kondensator bypass

Kondensator bypass biasanya digunakan sebagai peranti bypass frekuensi tinggi untuk mengurangi keperluan kuasa sementara modul kuasa. Secara umum, kondensator elektrolitik aluminum dan kondensator tantalum lebih sesuai untuk kondensator bypass. Nilai kapasitasi bergantung pada keperluan semasa sementara pada PCB. Dalam julat 10~470LF, jika terdapat banyak litar terintegrasi, litar tukar kelajuan tinggi dan bekalan kuasa dengan petunjuk panjang pada PCB, kapasitas besar patut dipilih.

3.3 Memutuskan konfigurasi kondensator

(1) Terminal input kuasa disambung dengan kondensator elektrolitik 10~100LF. Jika boleh, lebih baik menyambung dengan lebih dari 100LF;

(2) Secara prinsip, setiap cip sirkuit terintegrasi sepatutnya dilengkapi dengan kondensator keramik 0.01pF. Jika ruang papan dicetak tidak cukup, kondensator tantalum 1~10pF boleh diatur untuk setiap 4~8 cip;

(3) Untuk peranti yang mempunyai kemampuan anti-bunyi yang lemah dan perubahan kuasa besar apabila ditutup, seperti peranti penyimpanan RAM dan ROM, kondensator penyahpautan patut disambung secara langsung antara garis kuasa cip dan garis tanah;

(4) Pemimpin kapasitor tidak sepatutnya terlalu panjang, terutama untuk kapasitor bypass frekuensi tinggi;

(5) Kerana terdapat penghubung, reli, butang dan komponen lain di papan cetak, pelepasan percikan besar akan dijana semasa operasi, dan sirkuit RC mesti digunakan untuk menyerap arus pelepasan. Secara umum, R mengambil 1~2K, dan C mengambil 2.2~47LF;

(6) Impedasi input CMOS sangat tinggi, dan ia susah untuk induksi, jadi apabila dalam penggunaan, terminal yang tidak digunakan patut didarat atau disambung dengan bekalan kuasa positif.

4. Design papan sirkuit isyarat campuran

Mengetahui laluan dan kaedah kembalian semasa ke tanah adalah kunci untuk optimasi desain papan sirkuit isyarat-campuran. Anda tidak boleh mempertimbangkan di mana isyarat semasa mengalir, dan abaikan laluan khusus semasa. Jika lapisan tanah mesti dibahagi, dan kawat mesti dijalurkan melalui ruang antara bahagian, sambungan titik tunggal boleh dibuat antara dasar dibahagi untuk membentuk jambatan sambungan antara kedua-dua dasar, kemudian kawat melalui jambatan sambungan. Dengan cara ini, laluan kembali semasa langsung boleh disediakan di bawah setiap garis isyarat, sehingga kawasan loop terbentuk kecil. Perhatikan titik berikut dalam proses reka PCB isyarat-campuran:

(1) Bahagikan PCB kepada bahagian analog dan digital bebas, sedar bahagian kuasa analog dan digital, dan letakkan penukar A/D di seluruh sekatan;

(2) Jangan bahagikan tanah. Letakkan tanah seragam di bawah bahagian analog dan bahagian digital papan sirkuit;

(3) Dalam semua lapisan papan sirkuit, isyarat digital hanya boleh dihantar pada bahagian digital papan sirkuit, dan isyarat analog hanya boleh dihantar pada bahagian analog papan sirkuit;

(4) Kawalan tidak boleh menyeberangi ruang antara pesawat bekalan kuasa dibahagi, dan garis isyarat yang mesti menyeberangi ruang antara bekalan kuasa dibahagi seharusnya ditempatkan pada lapisan kabel yang dekat dengan kawasan besar tanah;

(5) Analisis laluan dan kaedah aliran semasa tanah yang sebenar kembali;

(6) Ambil peraturan bentangan dan kabel yang betul.

Secara singkat, kerana produk elektronik menjadi lebih kompleks, kelajuan tinggi, dan padat, keperluan desain untuk papan PCB semakin tinggi dan tinggi, terutama masalah desain kompatibilitas elektromagnetik semakin terkenal. Bypass, pemisahan dan sirkuit isyarat-campuran dan rancangan lain yang masuk akal.