Teknik PCB - Ralat EMC dalam sirkuit PCB

Kadar pemindahan reka PCB kelajuan tinggi dan sistem kabel terus mempercepat, tetapi ia juga membawa kelemahan anti-gangguan tertentu. Ini kerana semakin tinggi frekuensi penghantaran maklumat, semakin meningkat sensitiviti isyarat, dan tenaga mereka semakin lemah dan semakin lemah. Pada masa ini, sistem kabel lebih susah untuk gangguan. Interferensi ada di mana-mana. Kabel dan peralatan akan mengganggu komponen lain atau akan diganggu serius oleh sumber lain gangguan, seperti: skrin komputer, telefon bimbit, motor elektrik, peralatan siaran radio, pemindahan data dan kabel kuasa, dll. Selain itu, pendengar berpotensi, kejahatan siber, Dan hacker semakin meningkat kerana penerimaan maklumat kabel UTP akan menyebabkan kerosakan dan kerugian besar.

Ralat EMC dalam sirkuit PCB

Ralat tanah:

Apabila pembuangan elektrostatik berlaku, ia patut dibenarkan untuk mengelilingi tanah secepat mungkin, dan tidak secara langsung menyerang litar dalaman. Contohnya, jika litar dalaman dilindungi oleh chassis logam, chassis seharusnya mendarat dengan baik dan perlawanan mendarat seharusnya sebanyak mungkin, sehingga arus pembuangan boleh mengalir ke tanah dari lapisan luar chassis, dan pada masa yang sama, Kegangguan disebabkan oleh pelepasan objek sekeliling boleh dibawa ke tanah tanpa mempengaruhi litar dalaman. Untuk chassis logam, litar dalam chassis biasanya mendarat melalui kabel I/O, garis kuasa, dll. Apabila discharge elektrostatik berlaku pada chassis, potensi chassis meningkat, dan litar dalaman mendarat dan potensi tetap dekat potensi tanah. Pada masa ini, ada perbezaan potensi besar antara chassis dan sirkuit. Ini akan menyebabkan lengkung sekunder antara chassis dan sirkuit. Menyebabkan kerosakan litar. Dengan meningkatkan jarak antara litar dan rumah, kejadian lengkung sekunder boleh dihindari. Apabila jarak diantara litar dan rumah tidak dapat ditambah, kegagalan logam berdasarkan tanah boleh ditambah diantara rumah dan litar untuk blok lengkung. Jika litar disambung dengan chassis, ia hanya sepatutnya disambung melalui satu titik. Menghalang aliran semasa melalui sirkuit. Titik di mana papan sirkuit menyambung ke chassis seharusnya berada di pintu masuk kabel. Untuk kes plastik, tiada masalah mendarat kes.

Rancangan kabel:

Sistem perlindungan kabel yang direka dengan betul mungkin adalah kunci untuk meningkatkan kecemasan ESD sistem. Sebagai "antena" terbesar dalam kebanyakan sistem, kabel I/O adalah khususnya susah untuk tenaga besar atau aliran yang disebabkan oleh gangguan ESD. Di sisi lain, kabel juga menyediakan laluan penghalang rendah untuk gangguan ESD, jika perisai kabel disambung ke tanah kereta api. tenaga gangguan ESD boleh dilepaskan dari gelung bawah sistem melalui saluran ini, jadi sambungan kondukti boleh dihindari secara tidak langsung. Untuk mengurangkan sambungan radiasi gangguan ESD ke kabel, panjang garis dan kawasan loop patut dikurangi, sambungan mod biasa patut ditahan dan perlindungan logam patut digunakan. Untuk kabel input/output, kabel pelindung, penyekitan mod biasa, sirkuit tekanan berlebihan, dan penapis bypass kabel boleh digunakan. Pada kedua-dua ujung kabel, perisai kabel mesti disambung dengan perisai rumah. Memasang penyekitan mod umum pada kabel menyambung boleh membuat titik tegangan mod umum disebabkan oleh pelepasan elektrostatik pada penyekitan bukannya pada sirkuit di ujung lain. Apabila menyambung dua kabin dengan kabel perisai, menyambung dua kabin bersama-sama melalui lapisan perisai kabel, sehingga perbezaan potensi antara kedua kabin boleh menjadi sebanyak mungkin. Di sini, meliputi antara chassis dan lapisan pelindung kabel adalah sangat penting. Ia sangat disarankan untuk berputar 360° antara chassis di kedua-dua ujung kabel dan lapisan pelindung kabel.

Papan kekunci dan panel:

Desain papan kekunci dan panel kawalan mesti memastikan bahawa arus pembuangan boleh mengalir langsung ke tanah tanpa melewati sirkuit sensitif. Untuk papan kekunci terpisah, pelindung penyebaran (seperti gelang logam) patut dipasang antara kekunci dan sirkuit untuk menyediakan laluan penyebaran untuk arus penyebaran. Pelindung pembuangan seharusnya disambung secara langsung dengan chassis atau rack, dan bukan dengan tanah sirkuit. Sudah tentu, menggunakan butang yang lebih besar (meningkatkan jarak antara operator dan kawat dalaman) boleh langsung mencegah pembuangan elektrostatik. Design papan kekunci dan panel kawalan patut benarkan semasa pembuangan untuk mencapai tanah secara langsung tanpa melewati sirkuit sensitif. Penggunaan peluru terpisah dan butang besar boleh mencegah pembuangan ke kekunci kawalan atau potensimeter. Hari ini, lebih banyak panel produk elektronik menggunakan butang filem tipis dan tetingkap paparan filem tipis. Kerana filem ini dibuat dari bahan isolasi yang bertentangan tegangan tinggi, ia boleh secara efektif mencegah ESD memasuki litar dalaman melalui butang dan papar tetingkap untuk menyebabkan gangguan. Selain itu, kebanyakan kekunci papan kekunci kini mempunyai pads yang dibuat dari filem isolasi yang menentang tenaga tinggi, yang dapat mencegah gangguan ESD secara efektif.

Rancangan litar:

Terminal input yang tidak digunakan peralatan tidak dibenarkan dalam keadaan terputus atau mengambang, tetapi patut disambung ke terminal kuasa atau tanah secara langsung atau melalui perlawanan yang sesuai. Secara umum, litar antaramuka yang disambungkan dengan peranti luaran perlu menambah litar perlindungan, yang juga termasuk tali kuasa, yang sering dilupakan oleh rancangan perkakasan. Ambil mikrokomputer sebagai contoh, pautan yang patut dianggap untuk mengatur sirkuit perlindungan adalah: antaramuka komunikasi siri, antaramuka komunikasi paralel, antaramuka papan kekunci, antaramuka paparan, dll.

Penapis (kondensator shunt atau siri induktans atau kombinasi kedua-dua) mesti digunakan dalam sirkuit untuk mencegah EMI daripada menyambung ke peralatan. Jika input adalah impedance tinggi, penapis kondensator shunt adalah yang paling efektif kerana impedance rendah akan secara efektif mengelak impedance input tinggi. Semakin dekat kondensator shunt adalah kepada input, semakin baik. Jika impedance input rendah, satu siri ferrit boleh menyediakan penapis terbaik, dan ferrit ini juga sepatutnya hampir input sebanyak mungkin.

Kuatkan tindakan perlindungan pada litar dalaman. Untuk port yang mungkin menderita gangguan pembuangan elektrostatik kondukti langsung, and a boleh sambungkan penentang dalam siri atau diod selari ke terminal kuasa positif dan negatif di antaramuka I/O. Akhir input tabung MOS disambung dengan pemberontak 100kΩ dalam siri, dan akhir output disambung dengan pemberontak 1kΩ dalam siri untuk hadapi semasa pembuangan. Akhir input tabung TTL disambung dengan resistor 22-100Ω dalam siri, dan akhir output disambung dengan resistor 22-47Ω dalam siri. Akhir input tabung analog disambung dalam siri dengan 100Ω～100kΩ, dan diod selari ditambah untuk menutup arus pembuangan ke tiang positif atau negatif bekalan kuasa, dan akhir output tabung analog disambung dalam siri dengan resistensi 100Ω. Memasang kondensator ke tanah pada garis isyarat I/O boleh mengalihkan arus pembuangan elektrostatik yang disebabkan pada kabel antaramuka ke chassis dan menghindari mengalir ke dalam sirkuit. Tetapi kondensator ini juga akan menutup arus pada chassis ke garis isyarat. Untuk menghindari situasi ini, tongkat ferrit boleh dipasang diantara kondensator bypass dan papan sirkuit untuk meningkatkan halangan laluan ke papan sirkuit. Perlu dicatat bahawa tenaga tahan kondensator mesti memenuhi keperluan. Tengah pembuangan elektrostatik boleh menjadi setinggi beberapa ribu volt. Penggunaan diod perlindungan sementara juga dapat melindungi secara efektif terhadap pembuangan elektrostatik, tetapi perlu dikatakan bahawa walaupun ketegangan sementara terhadap diod, komponen gangguan frekuensi tinggi tidak dikurangi. Secara umum, patut ada kondensator bypass frekuensi tinggi disambung secara paralel dengan diod perlindungan sementara menekan gangguan frekuensi tinggi. Dalam bentuk sirkuit dan kabel papan sirkuit, sirkuit gerbang dan denyut strobe patut digunakan. Kaedah input ini hanya boleh menyebabkan kerosakan bila pembuangan elektrostatik dan strobe berlaku pada masa yang sama. Kaedah pemicu pinggir denyut adalah sangat sensitif kepada transien disebabkan oleh pelepasan elektrostatik dan tidak patut digunakan.

Rancangan PCB:

Rancangan PCB yang baik boleh mengurangkan kesan gangguan ESD pada produk. Ini juga bahagian penting dari desain ESD dalam desain kompatibilitas elektromagnetik. Anda boleh mendapatkan petunjuk terperinci dari bahagian itu kursus. Apabila melaksanakan tindakan lawan kompatibilitas elektromagnetik untuk produk selesai, ia sukar untuk mendesain semula PCB (biaya peningkatan terlalu tinggi), jadi saya tidak akan memperkenalkannya di sini.