Teknik PCB - Rancangan Kabel Tanah untuk mencegah Pergangguan Impedasi Komuni pada papan PCB

Dalam papan sirkuit cetak elektronik, gangguan impedance umum mempunyai kesan besar pada operasi normal sirkuit. Dalam rancangan sirkuit PCB, terutama dalam rancangan PCB sirkuit frekuensi tinggi, pengaruh impedance umum wayar tanah mesti dicegah. Melalui analisis bentuk gangguan penghalang umum, kertas ini memperkenalkan secara terperinci kesan satu titik berdasarkan gangguan penghalang umum dalam sirkuit elektronik, terutama dalam sirkuit frekuensi tinggi, dan masalah yang patut diperhatikan apabila menggunakan penghalang satu titik untuk mencegah gangguan umum. Pada masa yang sama, ia secara singkat mengekspos bentuk utama dan keperluan layout kawat dalam papan PCB.

Dalam sirkuit elektronik, kebanyakan komponen perlu membentuk gelung melalui wayar tanah. Sama ada desain wayar adalah masuk akal atau tidak secara langsung mempengaruhi kerja sirkuit. Minimumkan gangguan kepada penghantaran isyarat disebabkan rancangan tidak masuk akal wayar tanah. Tengah, arus dan aras isyarat setiap titik sirkuit diwakili oleh wayar tanah sebagai tenaga rujukan. Apabila membaca diagram sirkuit dan memahami keadaan kerja sirkuit, wayar tanah dan setiap titik tanah sering dianggap sebagai titik sifar potensi tanpa perbezaan potensi. Dalam kerja sirkuit sebenar, disebabkan keberadaan impedance (perlawanan, induktan) wayar tanah, akan dijana perbezaan potensi tertentu. Kewujudan perbezaan potensi ini tidak dapat dihindari mempengaruhi operasi sirkuit. Dalam rancangan PCB, kesan impedance tanah mesti diperhatikan dan dibuang.1. Bentuk yang mana wayar tanah mengganggu litar1.1 Gandakan impedance biasa semasa penuh Circuit 1 dan litar 2 membentuk loop dengan bekalan kuasa melalui tanah biasa AB. Segmen garis AB boleh bersamaan dengan loop siri resistensi dan inductans, sehingga membentuk kesan impedance biasa. Semasa operasi, perubahan semasa sirkuit 1 dan 2 akan menyebabkan perubahan potensi titik A, yang akan membuat sirkuit 1 dan 2 mengganggu satu sama lain. Jika sirkuit 2 mempunyai output ke sirkuit 3, gangguan juga akan masuk ke sirkuit 3, sehingga membentuk gangguan impedance umum semasa penuh. Contohnya, terdapat wayar dicetak dengan panjang 10cm dan lebar 1.5cm, tebal foli tembaga ialah 50 mikron, dan resistensi wayar ialah: jika ϯ=0.02, maka R ialah kira-kira 0.026Ω. Apabila sirkuit 1 berfungsi pada frekuensi rendah, arus bertukar sirkuit ialah 1A, kemudian titik voltaj bertukar kira-kira 0.026V dijana pada wayar dicetak ini dan berfungsi pada sirkuit 2. Pada frekuensi tinggi, gangguan impedance umum wayar tanah kebanyakan berdasarkan induktan wayar. Apabila panjang potongan wayar jauh lebih besar daripada lebarnya, induksi diri wayar boleh dihitung sebagai 0.8 mikrohenry/meter. Wajer 10 cm panjang yang sama, apabila frekuensi operasi ia melewati adalah 30MHz, reaksi induktif yang dipaparkan oleh wayar ini adalah RL= 2Ï[UNK] L â[UNK]16Ω. Ia boleh dilihat bahawa apabila frekuensi meningkat, reaksi induktif wayar akan menjadi beberapa arahan besar daripada perlawanan wayar sendiri. Walaupun arus frekuensi tinggi kecil mengalir melalui wayar, seperti 10mA, tekanan frekuensi tinggi 0.16V akan dijana pada wayar. Oleh itu, untuk sirkuit frekuensi tinggi, apabila membuat PCB, wayar cetak sepatutnya sebagai pendek yang mungkin untuk mengurangi kehilangan dan gangguan disebabkan oleh induktan wayar ke sirkuit. Dengan cara ini, sebahagian dari isyarat AC tahap akhir membentuk loop melalui wayar tanah AD, dan jatuh tekanan AC dijana pada wayar AD. Sejak penyebar transistor dan asas tahap sebelumnya berkongsi wayar BC dengan tahap akhir, terdapat gangguan impedance umum pada wayar BC. Penggangguan ini dipasang pada wayar tanah umum dalam bentuk arus setempat, membentuk gangguan penggangguan biasa semasa setempat. Penuh gangguan impedance biasa semasa terutama wujud diantara tahap. Interferensi semasa setempat mengganggu gangguan ke sirkuit lain disebabkan oleh pendaratan buruk beberapa komponen dan wayar individu.2. Kaedah untuk mencegah gangguan impedance umumAll levels are internally grounded. Pemasangan dalaman pada semua aras adalah kaedah utama untuk mencegah gangguan impedance biasa semasa setempat. Ia adalah untuk menghalang isyarat AC tahap ini daripada melarikan diri ke sirkuit selain tahap ini melalui setiap unsur pendaratan, atau isyarat AC sirkuit lain daripada ditangkap melalui setiap unsur pendaratan tahap ini. Sama ada bagi sirkuit frekuensi rendah, frekuensi-tengah, atau sirkuit frekuensi tinggi pada semua aras, untuk mencegah gangguan impedance umum bagi arus setempat, kaedah yang berkesan adalah menggunakan pendaratan satu titik. Dengan cara ini, perbezaan dan penerimaan isyarat AC melalui unsur pendaratan boleh dihindari secara efektif, sehingga pendaratan adalah murni. Dalam sirkuit sebenar, terdapat banyak unsur dasar pada setiap aras, dan mustahil untuk melewati unsur-unsur ini ke dalam lubang benang pada masa yang sama. Sebaliknya, unsur pendaratan aras ini diatur sebanyak mungkin kepada seksyen atau kawasan wayar tanah umum.3. Pemasangan satu titik patut memperhatikan masalah 3.1 Skop unsur pendaratan aras iniThe scope of the grounding element of this stage refers to the element that is directly connected to the transistor of this stage, or is capacitively coupled. Sekundar dan komponen yang dipasang oleh induktan tidak termasuk dalam tahap ini. Seperti yang dipaparkan dalam Gambar 5a dan Gambar 5b.3.2 Guna cabang pendaratan untuk pendaratan satu titik Apabila tidak banyak komponen dan volum tidak besar, bentangan pendaratan satu titik lebih mudah untuk dikendalikan; apabila terdapat banyak komponen dan volum besar, cabang pendaratan lebih panjang boleh digunakan. Ia juga boleh diatur disekitar plat cetakan dalam bentangan, tetapi komponen aras lain tidak patut disambung dengan cabang tanah ini, dan hujung jauh cabang tanah tidak patut disambung dengan wayar tanah lain. - pendaratan satu titik juga termasuk komponen luar papan yang secara langsung atau secara kapasitif dipasang ke tahap ini. Ini sering dilupakan dalam rancangan PCB, dan menyebabkan gangguan impedance umum lok