Teknik PCB - Kaedah desain kompatibilitas elektromagnetik (EMC) dalam PCB

Kaedah reka kompatibilitas elektromagnetik (EMC) dalam PCB, pilihan substrat PCB dan tetapan bilangan lapisan PCB, pilihan komponen elektronik dan karakteristik elektromagnetik komponen elektronik, bentangan komponen, dan panjang dan lebar garis sambungan antara komponen, semua hadapi kompatibilitas elektromagnetik PCB. Cip sirkuit terintegrasi (IC) pada PCB adalah sumber tenaga utama gangguan elektromagnetik (EMI). Teknologi kawalan gangguan elektromagnetik konvensional (EMI) secara umum termasuk: bentangan yang masuk akal komponen, kawalan yang masuk akal kawalan kawalan, konfigurasi yang masuk akal garis kuasa, grounding, kondensator penapis, perisai dan tindakan lain untuk menekan gangguan elektromagnetik (EMI) adalah sangat efektif, digunakan secara luas dalam latihan teknik.

1. Peraturan kabel dalam rekaan kompatibilitas elektromagnetik (EMC) sirkuit digital frekuensi tinggi PCB

Kabel isyarat digital frekuensi tinggi sepatutnya pendek, umumnya lebih kecil dari 2 inci (5cm), dan lebih pendek lebih baik.

Garis isyarat utama terbaik berkoncentrasi di tengah papan PCB.

Sirkuit yang menghasilkan jam sepatutnya berada dekat pusat papan PCB, dan penggemar-keluar jam sepatutnya dihantar dalam rantai daisy atau selari.

Garis kuasa sepatutnya sejauh mungkin dari garis isyarat digital frekuensi tinggi atau dipisahkan oleh garis tanah. Penghapusan bekalan kuasa mestilah inductans rendah (rancangan berbilang saluran). Lapisan kuasa dalam PCB berbilang-lapisan adalah bersebelahan dengan lapisan tanah, yang sama dengan kondensator, yang memainkan peran penapis. Garis kuasa dan garis tanah pada lapisan yang sama sepatutnya hampir mungkin. Foil tembaga disekitar lapisan kuasa patut ditarik semula 20 kali jarak antara dua lapisan pesawat daripada lapisan tanah untuk memastikan sistem mempunyai prestasi EMC yang lebih baik. Pesawat tanah tidak boleh dibahagi. Jika garis isyarat kelajuan tinggi hendak dibahagi melalui pesawat kuasa, beberapa kondensator jambatan impedance rendah patut ditempatkan dekat dengan garis isyarat.

Kawalan yang digunakan untuk terminal input dan output patut cuba untuk menghindari berada disebelah dan selari. Lebih baik menambah wayar tanah antara wayar untuk menghindari sambungan balas balik.

Apabila tebal foli tembaga adalah 50um dan lebar adalah 1-1.5 mm, suhu wayar akan kurang dari 3 darjah Celsius melalui arus 2A. Sejauh mungkin, wayar papan PCB sepatutnya sebanyak mungkin. Untuk sirkuit terintegrasi, terutama wayar isyarat sirkuit digital, biasanya lebar wayar 4mil-12mil digunakan. Kuasa dan wayar tanah lebih baik untuk menggunakan lebar wayar lebih dari 40 juta. Jarak minimum wayar terutama ditentukan oleh perlawanan izolasi dan tekanan pecah antara wayar dalam kes terburuk, biasanya jarak wayar lebih dari 4 mil dipilih. Untuk mengurangkan perbualan salib antara wayar, jarak antara wayar boleh meningkat jika perlu, dan wayar tanah boleh disisipkan sebagai pengasingan antara wayar.

Dalam semua lapisan PCB, isyarat digital hanya boleh dijalurkan dalam bahagian digital papan sirkuit, dan isyarat analog hanya boleh dijalurkan dalam bahagian analog papan sirkuit. Tanah sirkuit frekuensi rendah sepatutnya ditanda secara selari pada titik tunggal sebanyak mungkin. Apabila kabel sebenar adalah sukar, ia boleh disambung sebahagian dalam siri dan kemudian mendarat dalam selari. Untuk menyadari pembahagian bekalan kuasa analog dan digital, kawat tidak boleh menyeberangi ruang antara bekalan kuasa dibahagi. Garis isyarat yang mesti menyeberangi ruang antara bekalan kuasa dibahagi seharusnya ditempatkan pada lapisan kawat yang dekat dengan kawasan besar tanah.

Ada dua masalah elektromagnetik utama disebabkan oleh bekalan kuasa dan tanah dalam PCB, satu ialah bunyi kuasa, dan yang lain ialah bunyi tanah. Menurut saiz semasa papan PCB, cuba memperbesar lebar garis kuasa dan mengurangkan perlawanan loop. Pada masa yang sama, membuat arah garis kuasa dan garis tanah konsisten dengan arah penghantaran data, yang membantu untuk meningkatkan kemampuan anti-bunyi. Pada masa ini, bunyi bekalan kuasa dan pesawat tanah hanya boleh ditetapkan ke nilai lalai melalui pengukuran prototip produk atau kapasitas kapasitas penyahpautan oleh jurutera berpengalaman berdasarkan pengalaman mereka.

2. Peraturan bentangan dalam rekaan kompatibilitas elektromagnetik (EMC) sirkuit digital frekuensi tinggi PCB

Bentangan sirkuit mesti mengurangi gelung semasa, dan pendek sambungan antara komponen frekuensi tinggi sebanyak yang mungkin. Jarak antara komponen yang sensitif tidak sepatutnya terlalu dekat, dan komponen input dan output sepatutnya sejauh mungkin.

Uruskan kedudukan setiap unit sirkuit fungsional mengikut aliran sirkuit, supaya bentangan selesa untuk sirkuit isyarat, dan isyarat disimpan dalam arah yang sama dengan yang mungkin.

Ambil komponen inti setiap sirkuit fungsional sebagai pusat dan berbaring di sekelilingnya. Komponen seharusnya disediakan secara serentak, bersih dan sempit pada PCB, dan sambungan utama antara komponen seharusnya dikurangkan sebanyak mungkin.

PCB dibahagi ke kawasan sirkuit analog yang bebas dan masuk akal dan kawasan sirkuit digital, dan penukar A/D ditempatkan di seluruh sekatan.

Salah satu kaedah konvensional bagi rekaan kompatibilitas elektromagnetik PCB adalah untuk konfigur kapasitor penyahpautan yang sesuai pada setiap bahagian kunci PCB.