Teknik PCB - Solusi untuk masalah gangguan elektromagnetik PCB

Seseorang berkata bahawa hanya ada dua jenis jurutera elektronik di dunia: orang-orang yang mengalami gangguan elektromagnetik dan orang-orang yang tidak mengalami gangguan elektromagnetik. Dengan peningkatan kelajuan routing PCB, desain kompatibilitas elektromagnetik adalah satu isu yang jurutera elektronik kita perlu mempertimbangkan. Hadapi rancangan, apabila melakukan analisis EMC produk dan rancangan, lima atribut penting berikut perlu dianggap:

(1) Saiz peranti kunci: saiz fizik peranti yang mengeluarkan yang menghasilkan radiasi. Semasa frekuensi radio (RF) akan menghasilkan medan elektromagnetik, yang akan bocor melalui kes dan meninggalkan kes. Panjang jejak pada PCB sebagai laluan penghantaran mempunyai kesan langsung pada semasa RF.

(2) Perpadanan kemudahan: kemudahan sumber dan penerima, dan kemudahan transmisi antara kedua-dua.

(3) Karakteristik masa isyarat gangguan: Adakah masalah peristiwa terus menerus (isyarat periodik) atau hanya wujud dalam siklus operasi tertentu (misalnya, operasi kunci tunggal atau gangguan kuasa-on, operasi pemacu cakera periodik atau transmisi letupan rangkaian).

(4) Kekuatan isyarat gangguan: betapa kuatnya aras tenaga sumber, dan berapa banyak potensi ia mempunyai untuk menghasilkan gangguan yang berbahaya.

(5) Karakteristik frekuensi isyarat gangguan: Guna penganalis spektrum untuk mengamati bentuk gelombang, dan di mana masalah yang dilihat berada dalam spektrum, ia mudah untuk mencari masalah.

Selain itu, beberapa kebiasaan desain sirkuit frekuensi rendah memerlukan perhatian. Contohnya, pendaratan titik tunggal biasa saya sangat sesuai untuk aplikasi frekuensi rendah, tetapi ia kemudian ditemui tidak sesuai untuk kesempatan isyarat RF kerana ada lebih banyak masalah EMI dalam kesempatan isyarat RF. Saya percaya bahawa beberapa jurutera menggunakan pendaratan satu titik untuk semua reka produk tanpa menyadari bahawa menggunakan kaedah pendaratan ini mungkin menyebabkan lebih atau lebih kompleks masalah kesesuaian elektromagnetik.

Kita juga perlu memperhatikan arah aliran semasa dalam komponen sirkuit. Dengan pengetahuan sirkuit, kita tahu bahawa arus mengalir dari tempat di mana tenaga tinggi ke tempat di mana tenaga rendah, dan arus sentiasa mengalir dalam sirkuit loop tertutup melalui satu atau lebih laluan, jadi loop minimum dan undang-undang yang sangat penting. Untuk arah yang mana arus gangguan diukur, jejak PCB diubahsuai sehingga ia tidak mempengaruhi muatan atau sirkuit sensitif. Aplikasi yang memerlukan laluan impedance tinggi dari bekalan kuasa ke muatan mesti mempertimbangkan semua laluan yang mungkin melalui mana arus kembali boleh mengalir.

Terdapat juga masalah penghalaan PCB. Impedansi wayar atau jejak termasuk resistensi R dan reaksi induktif. Pada frekuensi tinggi, impedance tidak mempunyai reaksi kapasitif. Apabila frekuensi jejak lebih tinggi dari 100kHz, wayar atau jejak menjadi induksi. Kawalan atau jejak yang berfungsi di atas audio mungkin menjadi antena frekuensi radio. Dalam spesifikasi EMC, wayar atau jejak tidak dibenarkan bekerja di bawah λ/20 frekuensi tertentu (panjang reka antena sama dengan λ/4 atau λ/2 frekuensi tertentu). Apabila rancangan tidak berhati-hati, kawat menjadi antena prestasi tinggi, yang membuat penyahpepijatan kemudian lebih sukar

Akhirnya, bercakap tentang bentangan PCB. Pertama, pertimbangkan saiz PCB. Apabila saiz PCB terlalu besar, kemampuan anti-gangguan sistem akan menurun dan biaya akan meningkat dengan meningkat jejak, dan saiz terlalu kecil akan mudah menyebabkan penyebaran panas dan masalah gangguan bersama. Kedua, menentukan lokasi komponen istimewa (seperti komponen jam) (jejak jam lebih baik tidak didarat dan tidak berjalan di atas dan di bawah garis isyarat kunci untuk menghindari gangguan). Ketiga, bentuk PCB sebagai keseluruhan mengikut fungsi sirkuit. Dalam bentangan komponen, komponen berkaitan seharusnya sekuat mungkin, sehingga kesan anti-gangguan yang lebih baik boleh dicapai.