Teknik PCB - Kekuatan merancang EMC dalam produk papan sirkuit PCB

Pada masa ini, peralatan elektronik masih digunakan dalam pelbagai peralatan elektronik dan sistem dengan papan sirkuit cetak sebagai kaedah pengumpulan utama. Praktik telah membuktikan bahawa walaupun rancangan skematik sirkuit adalah betul dan papan sirkuit dicetak tidak direka dengan betul, ia akan mempengaruhi kecerdasan peralatan elektronik. Contohnya, jika dua garis selari tipis pada papan PCB dekat bersama-sama, ia akan menyebabkan lambat dalam bentuk gelombang isyarat, dan bunyi refleksi akan terbentuk pada hujung garis transmisi. Oleh itu, apabila merancang papan sirkuit dicetak, perlu dijaga untuk menerima kaedah yang betul.

1. desain PCB desain wayar tanah Dalam peralatan elektronik, pendaratan adalah kaedah penting untuk mengawal gangguan

Jika pendaratan dan perisai boleh digabung dan digunakan dengan betul, kebanyakan masalah gangguan boleh diselesaikan. Struktur tanah peralatan elektronik meliputi sekitar tanah sistem, tanah chassis (tanah perisai), tanah digital (tanah logik), dan tanah analog. Titik berikut patut diperhatikan dalam desain wayar tanah:

1. Pilih dasar titik tunggal dan dasar berbilang titik dengan betul

Dalam sirkuit frekuensi rendah, frekuensi kerja isyarat kurang dari 1MHz, kawalannya dan induktansi diantara peranti mempunyai sedikit pengaruh, dan arus berkeliaran yang terbentuk oleh sirkuit mendarat mempunyai pengaruh yang lebih besar pada gangguan, jadi satu titik mendarat perlu diadopsi. Apabila frekuensi operasi isyarat lebih besar daripada 10MHz, impedance wayar tanah menjadi sangat besar. Pada masa ini, impedance wayar tanah patut dikurangkan sebanyak yang mungkin, dan titik berbilang terdekat patut digunakan untuk mendarat. Apabila frekuensi kerja adalah 1ï½™10MHz, jika pendaratan satu titik diterima, panjang wayar tanah tidak patut melebihi 1/20 panjang gelombang, jika tidak kaedah pendaratan berbilang titik patut diterima.

2. Mengpisahkan litar digital dari litar analog

Kedua-dua litar logik kelajuan tinggi dan litar linear pada papan litar. Mereka sepatutnya dipisahkan sebanyak mungkin, dan wayar tanah kedua-dua tidak sepatutnya dicampur, dan mereka sepatutnya disambung ke wayar tanah terminal bekalan kuasa. Cuba meningkatkan kawasan dasar sirkuit linear sebanyak mungkin.

3. Buat kawat tanah sebaik mungkin tebal

Jika wayar tanah sangat tipis, potensi tanah akan berubah dengan perubahan semasa, menyebabkan aras isyarat masa peranti elektronik tidak stabil dan prestasi anti bunyi akan teruk. Oleh itu, wayar pendaratan seharusnya sebisak mungkin sehingga ia boleh melepasi arus yang dibenarkan pada papan sirkuit cetak. Jika boleh, lebar wayar tanah sepatutnya lebih besar dari 3mm.

4. Bentuk wayar tanah ke dalam loop tertutup

Apabila merancang sistem wayar tanah papan sirkuit cetak yang terdiri hanya dari sirkuit digital, membuat wayar tanah menjadi loop tertutup boleh meningkatkan kemampuan anti-bunyi secara signifikan. Alasan ialah bahawa terdapat banyak komponen sirkuit terintegrasi di papan sirkuit cetak, terutama apabila terdapat komponen yang menghabiskan banyak kuasa, disebabkan keterbatasan ketinggian wayar tanah, perbezaan potensi besar akan dijana di persimpangan tanah, yang menyebabkan kekurangan kemampuan anti-bunyi, Jika struktur grounding dibentuk ke dalam loop, Perbezaan potensi akan dikurangi dan kemampuan anti bunyi peralatan elektronik akan diperbaiki.

Dua, reka PCB reka kompatibilitas elektromagnetik

Kompatibiliti elektromagnetik merujuk kemampuan peralatan elektronik untuk bekerja dengan cara yang berkoordinasi dan efektif dalam berbagai persekitaran elektromagnetik. Tujuan rancangan kompatibilitas elektromagnetik adalah untuk memungkinkan peralatan elektronik untuk menekan semua jenis gangguan luaran, sehingga peralatan elektronik boleh bekerja secara biasa dalam persekitaran elektromagnetik tertentu, dan pada masa yang sama untuk mengurangkan gangguan elektromagnetik peralatan elektronik sendiri kepada peralatan elektronik lain.

1. Pilih lebar wayar yang masuk akal

Oleh kerana gangguan kesan yang dijana oleh semasa sementara pada garis dicetak adalah disebabkan oleh induktan wayar dicetak, induktan wayar dicetak patut dikurangkan. Induktansi wayar dicetak adalah proporsional dengan panjangnya dan secara terbaliknya proporsional dengan lebarnya, jadi wayar pendek dan tepat adalah berguna untuk menekan gangguan. Garis isyarat pemimpin jam, pemacu baris atau pemacu bas sering membawa aliran transient besar, dan wayar dicetak sepatutnya pendek yang mungkin. Untuk sirkuit komponen diskret, apabila lebar wayar dicetak sekitar 1.5 mm, ia boleh memenuhi keperluan sepenuhnya; bagi sirkuit terpasang, lebar wayar dicetak boleh dipilih antara 0.2 hingga 1.0mm.

2. Ambil strategi kawat yang betul

Penggunaan laluan yang sama boleh mengurangkan induktif wayar, tetapi induktif bersama dan kapasitas yang disebarkan antara wayar meningkat. Jika bentangan membenarkan, lebih baik menggunakan struktur kawat bentuk grid. Kaedah khusus ialah untuk wayar satu sisi PCB secara mengufuk dan sisi lain secara menegak, dan kemudian Sambung dengan lubang metalisasi di lubang salib. Untuk menekan perbualan salib antara wayar papan PCB, kawat jarak jauh sama patut dihindari bila merancang kawat.

Tiga, konfigurasi kapasitor penyahpautan papan sirkuit

Dalam loop bekalan kuasa DC, perubahan muatan akan menyebabkan bunyi bekalan kuasa. Contohnya, dalam sirkuit digital, apabila sirkuit berubah dari satu keadaan ke yang lain, arus punca besar akan dijana pada garis kuasa, membentuk tekanan bunyi sementara. Konfigurasi kondensator penyahpautan boleh menekan bunyi yang dijana oleh perubahan muatan, yang merupakan latihan biasa dalam rancangan kepercayaan papan sirkuit dicetak. Prinsip konfigurasi adalah sebagai berikut:

A 10ï½™100uF kondensator elektrolitik disambung melalui terminal input kuasa. Jika lokasi papan sirkuit cetak membenarkan, kesan anti-gangguan menggunakan kondensator elektrolitik di atas 100uF akan lebih baik.

Konfigur kondensator keramik 0.01uF untuk setiap cip sirkuit terintegrasi. Jika ruang papan sirkuit cetak kecil dan tidak dapat dipasang, satu kondensator elektrolitik tantalum 1-10uF boleh dikonfigur untuk setiap cip 4-10. Impedansi frekuensi tinggi peranti ini sangat kecil, dan Impedansi kurang dari 1Ω dalam julat 500kHz-20MHz. Dan arus kebocoran sangat kecil (kurang dari 0.5uA).

Untuk peranti dengan kemampuan bunyi yang lemah dan perubahan semasa besar semasa matikan, dan peranti penyimpanan seperti ROM, RAM, dll., kondensator penyahpautan patut disambungkan secara langsung antara garis kuasa (Vcc) dan tanah (GND) cip.

Pemimpin kapasitor pemisahan tidak boleh terlalu panjang, terutama kapasitor bypass frekuensi tinggi.

Empat, sukunan PCB saiz papan sirkuit dicetak dan bentangan peranti

Saiz PCB patut bertengahan. Apabila saiz PCB terlalu besar, garis cetak akan panjang dan impedance akan meningkat, tidak hanya kemampuan anti-bunyi akan dikurangi, tetapi biaya juga akan tinggi; Dalam bentangan peranti, seperti sirkuit logik lain, peranti yang berkaitan antara satu sama lain patut ditempatkan sebanyak mungkin supaya kesan anti-bunyi yang lebih baik boleh dicapai. Penjana jam, oscilator kristal, dan terminal input jam CPU semua cenderung kepada bunyi, jadi mereka sepatutnya lebih dekat satu sama lain. Ia adalah sangat penting bahawa peranti cenderung bunyi, sirkuit semasa rendah, dan sirkuit semasa tinggi harus dijauhkan dari sirkuit logik sejauh yang mungkin. Jika boleh, papan sirkuit terpisah patut dibuat.

5. Rancangan papan litar dan rancangan penyebaran panas

Dari sudut pandang ke penyebaran panas, papan PCB terbaik dipasang tegak, jarak antara papan dan papan tidak sepatutnya kurang dari 2cm, dan pengaturan komponen pada papan PCB sepatutnya mengikut peraturan tertentu:

♪ Untuk peralatan yang menggunakan pendinginan udara percuma, lebih baik untuk mengatur sirkuit terintegrasi (atau peralatan lain) secara menegak; untuk peralatan yang menggunakan pendinginan udara terpaksa, lebih baik untuk mengatur sirkuit terintegrasi (atau peralatan lain) dengan cara mengufuk Baris.

Peranti di papan PCB yang sama sepatutnya diatur sebanyak mungkin mengikut nilai kalorifik dan darjah penyebaran panas mereka. Peranti dengan nilai kalorifik rendah atau resistensi panas yang lemah (seperti transistor isyarat kecil, sirkuit terpasang skala kecil, kondensator elektrolitik, dll.) patut ditempatkan dalam aliran udara sejuk. Aliran tertinggi (di pintu masuk), peranti dengan panas besar atau resistensi panas (seperti transistor kuasa, sirkuit terpasang skala besar, dll.) ditempatkan di paling bawah aliran udara sejuk.

â−ª Dalam arah mengufuk, peranti kuasa tinggi ditempatkan sebanyak mungkin ke pinggir papan PCB untuk pendek laluan pemindahan panas; dalam arah menegak, peranti kuasa tinggi ditempatkan sebanyak mungkin ke atas papan PCB untuk mengurangkan kesan peranti ini pada suhu peranti lain.

Peranti sensitif suhu ditempatkan terbaik di kawasan suhu rendah (seperti bawah peranti). Jangan letakkannya langsung di atas peranti pemanasan. Lebih baik untuk menambah peranti berbilang pada aras mengufuk.

▪ Pencerahan panas papan PCB dalam peralatan kebanyakan bergantung pada aliran udara, jadi laluan aliran udara patut dipelajari semasa desain, dan peranti atau papan sirkuit cetak patut dikonfigur secara rasional. Apabila udara mengalir, ia sentiasa cenderung mengalir di tempat-tempat dengan perlawanan rendah, jadi apabila mengkonfigur peranti pada papan sirkuit cetak, mengelakkan meninggalkan ruang udara besar di kawasan tertentu.