PCB Teknik - EMI/EMC Tasarım Lektiri: Bastırılmış Döngü Tahtası Görüntü Uçağı (1. Bölüm)

Görüntü uça ğı, basılı devre tahtasının (PCB) içinde bulunan bakra yöneticilerinin (ya da diğer yöneticilerin) katı. Bir devre veya sinyal yönlendirme katmanına yakın bir 0 V referens uça ğı olabilir. 90'larda görüntü uça ğının konsepti geniş olarak kullanıldı ve şimdi bu endüstri standartları için uygun bir terim. Bu makale görüntü uçağının tanımını, prensipini ve tasarımı açıklayacak.

Resim uçağının tanımlaması

RF a ğızı önceden belirlenmiş bir yol veya diğer yol üzerinden ağımdaki kaynağa dönmeli; kısa sürede, bu dönüş yolu bir çeşit görüntü uça ğıdır. Görüntü uça ğı orijinal sürücü (ayna görüntüsünün) bir ayna görüntüsü olabilir, ya da yakın yerde bulunan başka bir yol olabilir--- yani, karışık konuşma. Görüntü uça ğı güç uçağı, toprak uçağı veya boş bir yer olabilir. uzay. RF akışı, önceden tanımlanmış yolun impedansından daha küçük olduğu sürece kapasitet veya induktans şeklinde herhangi bir yayım hatıyla birleştirilecek. Ancak EMC standartlarına uymak için özgür uzay geri dönüş yolu olarak kaçınmalıdır.

Tek taraflı bir PCB maliyeti azaltır olsa da, bu basit yapı EMC standartlarına uymuyor. 2 katı veya 4 katı PCB'lerin çoğu relativ yüksek sinyal integritesi var ve EMC testlerini geçebilir. Yüksek yoğunluk (çoklu katı tahtası) PCB stacı, her iki resim uçakları için 6dB ile 8dB radyo frekansı baskısı sağlayabilir. Bu manyetik fluksini yok etme etkisi yüzünden oluşan her iki resim uçakları için. Çoklukatı tahtasını ne zaman kullanılacağını belirlemek için kullanılabilecek basit bir kural var: frekans oranı 5MHz'den fazla, ya da yükselme zamanı 5 ns'den daha hızlı, bir çokatı tahtası kullanılmalı.

İşkenin tanımlaması

İki izler ve bakra uçakları da sınırlı bir sayı inceleme sahiptir. Bir voltaj izler veya yayılma hatlara uygulandığında, bu induktanlar şu anki nesilleri yasaklayacak, bu yüzden iki kablo dengelenmeyen ortak moda radyasyonu oluşturur ve manyetik fluksi azaltılamaz. Dört tahtası yapısında üç farklı tür inceleme vardır:

.Partial induktans: kablo veya PCB izlerinde bulunan induktans.

Kendi başarısızlık: kablo bölümünden, sonsuz uzun bir bölüme karşılaştırılması.

.Ortak parçacık induktans: ikinci induktans bölümünde bir induktans bölümünün etkisi.

Kapacite ve dirençliyle karşılaştırıldığında, induktans ölçülemek için en zordur. İhtiyarlık kapalı bir çemberin dinamik özelliklerini temsil ediyor. Manyetik akışının kapalı bir çemberden geçen manyetik akışının ve manyetik akışını üreten akışının oranı. Onun matematiksel ifadesi: Lij=Îij/li, Ψ manyetik akıştır ve ben çevredeki akıştırım. Kapalı bir döngüde, induktans değeri döngünün şekli ve büyüklüğüne bağlı. PCB tasarladığında mühendisler sık sık izlerin incelenmesini görmezden gelir. İnduktans her zaman kapalı döngüyle bağlı. Kapalı bir dönüşün induktans etkisi parçacık induktans ve ortak parçacık induktans etkisi tarafından tanımlanabilir.

Bölümcü induktans

Yöneticinin içindeki manyetik akışı tarafından üretilen bir yöneticinin iç inşaatı. Yapılan bir dönüşün parçacık indikatlerinin toplamı, yani her bölümün parçacık indikatlerinin toplamı eşittir. Ve her bölümün Li eşittir Î'i/li, Î'i i bölümündeki döngüye bağlanmış manyetik akışını temsil ediyor, ben i bölümündeki akışın miktarıyım ve Li bölümcüsüdür. Bu yüzden, farklı devreler parçacık etkinlik değerlerine sahip olacak. İzlerin tamamen etkileyici değeri değil parçacık etkileyici değeri hakkında endişeleniyoruz. Ayrıca, parçacık induktans, ortak parçacık induktans oluşturmak için kullanılabilir.

Ortak parçacık etkisi

Görüntü uçağının manyetik akışını yok etmesine izin veren ana faktör "ortak parçal akışı" tarafındandır. Manyetik akışı yok edildikten sonra, güç manyetik çizgileri bağlanabilir ve radyo frekanslarının en iyi dönüş yolu bulunabilir. Kendinin induktansının bir parçası, özel bir döngü bölümünün induktansını ve diğer döngü bölümleriyle ilgisi yok. Şekil 1, kendisine parçacık bir etkisi gösteriyor. Bir izle dönüsünün akışı, I ve Lp, izle bölümünün kendi parçasıyla ilgilenmesi. Bu izler sonsuz bir sondan diğer sonuna kadar uzanır.

Teorik olarak, kendi induktansının bir parça s ı yakın kablolarla ilgisi yok olsa da, aslında küçük bir uzaklıkla yakın kablolar birbirlerinin parçacık induktans değerlerini değiştirir. Çünkü bir kablo diğer kablolarla karşılaşacak, bu yüzden kabloların bütün uzunluğu üzerindeki ağımdaki dağıtım artık üniforma değildir. Özellikle, iki tel arasındaki uzağın oranı yarıdan 5:1'den az olduğunda, bu durum daha açık olacak.

1. Şekil: Kendi etkisinin bir parçası

İki kablo arasında ortak bir parçacık etkisi olacak. Ortak parçacık induktans Mp paralel yönlendirme ya da kablo bölümlerin arasındaki boşluğuna dayanılır. Mp, ilk kablo tarafından oluşturduğu manyetik akışının (ikinci kablo tarafından uzak bir yere) ve "ilk kablo tarafından oluşturduğu akışının" oranı. 2. görüntü ortak parçacık bir etkinlik gösteriyor. Ekvivalent devre 3'de gösterilir ve bu devreğin matematiksel ifadesi böyle:

2. Görüntü: Ortak parçacık inceleme

3. Şekil: İki kablo arasındaki ortak parçacık inceleme

Şimdi, ortak parçacık bir etkinliğin konseptiyle, frekans sinyali gibi 3. Şekil devrelerinde sinyal iletmeyi düşünün. V1 sinyal yolunda ve V2 şu anda RF dönüş yolunda. Bu iki kablo sinyal yolu ve dönüş yolu oluşturmasını tahmin edin, yani I1 = I ve I2 = -I. Eğer ortak parçacık etkisi olmasaydı, iki kablo birbiriyle birlikte birlikte birlikte olmazdı, devre normalde çalışmazdı ve kapalı bir döngü oluşturmazdı. Görüntü 3'deki voltaj düşüşüm:

Yukarıdaki formülden bildirilebilir ki, voltaj düşüşünün azaltılması gerekirse, induktans (Mp) ortak parçası arttırılmalı.

İşkenin ortak parças ını arttırmanın en kolay yolu, RF'nin yolunu sinyal izlerine ulaşabildiği kadar yaklaştırmak. En iyi tasarım metodu, sinyal izlerinin yakınlarında radyo frekansı dönüş uça ğını kullanmak. Aralarındaki mesafe ulaşılabilir menzilde olabildiğince küçük olmalı.

Induksyonun bir parças ı kablo içinde her zaman var, öntanımlı değerle aynı. Bu yüzden, belli bir rezonant frekansı olan antene eşittir. "Ortak parçacık induktans" parçacık induktans etkisini azaltır. İki kablo arasındaki mesafeyi azaltarak, bireysel parçaların incelenmesi düşürülebilir, bu da EMI uyumluluğu standartlarının ihtiyaçlarına uyabilir.

İşkenin ortak parçasının etkisini büyütmek için, iki kablo akışları büyüklükte aynı olmalı ama tersi yönlerde. Bu yüzden resim uçağı (ya da yer kablosu) bu kadar etkili olabilir. İki paralel kablo arasında, birkaç ortak etkileyici var ve bu etkileyici değerler, iki kablo uzaklığıyla ve uzunluğuyla değişecektir (kabloların teknik özelliklerine bakın). İki paralel kabloların uzağı ve uzunluğu en küçük olduğunda, ortak kısmının induktans değeri en büyük olacak.

Eğer bir dielektrik materyali güç ve yeryüzü uçaklarını ayırmak için kullanılırsa, bu zamanda "ortak parçacık induktans" hangi rol oynayacak? Aynı şekilde, iki uçak arasındaki mesafe küçük olduğu sürece, ortak kısmının inceleme değeri büyük olacak. Bu zamanda, enerji uçağında ölçülen RF sinyali sıfır olmalı.

Çünkü bu, RF'nin aynı boyutlu ve tersi yönden dönüş akışı tarafından geçirildi.

Ayrıca, eğer iki kablo arasındaki ortak parçasının inceleme değeri azaltılırsa, sadece resim uçağının etkisi azaltılmaz, ancak iki uçak arasındaki kapasitet değeri artırır.