Teknik PCB - Penelitian dan berkongsi anti-gangguan PCB frekuensi tinggi

Dalam rancangan papan PCB, kerana frekuensi meningkat dengan cepat, akan ada banyak gangguan yang berbeza dari rancangan papan PCB frekuensi rendah. Selain itu, semasa frekuensi meningkat, kontradiksi antara miniaturisasi dan biaya rendah papan PCB telah menjadi semakin terkenal. Pergangguan ini semakin kompleks. Dalam kajian sebenar, kami berakhir bahawa terdapat empat gangguan utama, termasuk bunyi bekalan kuasa, gangguan garis trasmis, 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. Sumber kuasa mempunyai pengendalian tertentu, dan pengendalian tersebar pada seluruh bekalan kuasa, jadi bunyi juga akan ditolak pada bekalan kuasa. 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.

Ada 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. Jika pembukaan lapisan kuasa terlalu besar, ia akan mempengaruhi gelung isyarat, isyarat dipaksa untuk mengelak, kawasan gelung meningkat, dan bunyi 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 ditempatkan loop pada menyeberang untuk mengurangi kawasan loop.

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.

Tiga, pasang

1. Sambungan impedance umum: Ia adalah saluran sambungan umum, iaitu sumber gangguan dan peranti yang terganggu sering berkongsi konduktor tertentu (seperti kuasa loop, bas, tanah umum, dll.).

2. Sambungan mod biasa medan akan menyebabkan sumber radiasi menyebabkan tenaga mod biasa pada loop yang terbentuk oleh sirkuit terganggu dan pesawat rujukan biasa. Jika medan magnet dominan, nilai bagi tensi mod umum yang dijana dalam loop bawah siri adalah Vcm=-(△B/△t)*kawasan (△B=perubahan dalam intensiti induksi magnetik). Jika ia adalah medan elektromagnetik, ia diketahui Apabila nilai medan elektrik, tensi induknya: Vcm=(L*h*F*E)/48, formula berlaku untuk L(m)=150MHz di bawah, diluar had ini, pengiraan tensi induk maksimum boleh dipadamkan sebagai: Vcm= 2*h*E.

3. Sambungan medan mod berbeza: merujuk kepada radiasi langsung disebabkan dan diterima oleh pasangan wayar atau pemimpin pada papan sirkuit dan loopnya. Jika ia hampir mungkin kepada dua wayar. Pasangan ini akan dikurangkan, jadi dua wayar boleh diputar bersama-sama untuk mengurangi gangguan.

4. Sambungan antar-garis (crosstalk) boleh membuat mana-mana garis sama dengan sambungan tidak diinginkan antara sirkuit selari, yang akan merusak prestasi sistem. Jenis-jenisnya boleh dibahagi menjadi salib kapasitif dan salib induktif. Yang pertama adalah kerana kapasitas parasit antara garis membuat bunyi pada sumber bunyi yang disambung dengan garis penerima bunyi melalui suntikan semasa; yang terakhir boleh dibayangkan sebagai sambungan isyarat antara tahap utama dan sekunder pengubah parasit yang tidak diinginkan. Ukuran percakapan salib induktif bergantung pada kedekatan dua loop dan saiz kawasan loop, serta pengendalian muatan yang terkesan.

5. Pasangan garis kuasa: merujuk kepada bahawa selepas garis kuasa AC atau DC yang mengalami gangguan elektromagnetik, garis kuasa menghantar gangguan ini ke peranti lain.

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. Sebagai hasilnya, mereka akan menerima isyarat spurious kelajuan tinggi, sementara peranti 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. Sebab masalah ruang angkasa dan banyak artikel yang membincangkan penghalangan, saya tidak akan memperkenalkannya secara terperinci.

4. Cuba mengurangkan kelajuan peranti frekuensi tinggi.

5. 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 mengalir, dan ia juga boleh 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.