PCB Teknik - PCB devrelerinde EMC tasarımı

Yüksek hızlı PCB tasarımı ve düzenleme sistemlerinin yayılma hızı sürekli hızlandırıyor, ama ayrıca belirli bir karşılaşma hassasiyeti getiriyor. Bu, bilgi transmisinin frekansiyeti, sinyal duyarlığı ve enerjisi daha zayıflatıyor. Bu zamanlar, sürücü sistemi araştırmalara daha mantıklı. Araştırma her yerde. Kablolar ve ekipmanlar diğer komponentlere karıştırılacak ya da diğer araştırma kaynakları ile ciddi olarak karıştırılacak, mesela bilgisayar ekranları, cep telefonları, elektrik motorları, radyo yayınlama ekipmanları, veri yayınlama ve elektrik kabloları, etc. Ve hackerler artıyor çünkü UTP kablo bilgi transmisinin kesilmesi büyük hasar ve kaybedecek.

PCB devrelerinde EMC tasarımı

Toplu tasarım:

Elektrotatik patlama oluştuğunda, mümkün olduğunca kısa sürede yere geçmesine izin verilmeli ve iç devre doğrudan saldırmamalı. Örneğin, eğer iç devre metal şapsi tarafından korunursa, şapsi iyi temizlenmeli ve yerleştirme direksiyonu mümkün olduğunca küçük olmalı, böylece ışık akışı şepsinin dış katından yere akıp gidebilir ve aynı zamanda, Dönüş nesnelerin yayılmasına sebep olan rahatsız edilmesi, iç devre etkilenmeden yere yönlendirilebilir. Metal şasi için, şasis devreleri genellikle I/O kabloları, elektrostatik yayılma hatlarının üzerinde yerleştirilir. Şasit üzerinde elektrostatik yayılma oluştuğunda, şasis potansiyelinin yükselmesi ve iç devrelerin yerleştirilmesi ve potansiyeli toprak potansiyelinin yakınlarında kalır. Bu zamanlar, şasis ve devre arasında büyük bir potansiyel fark var. Bu, şasis ve devre arasındaki ikinci bir çizgi olabilir. Çeviri hasar ediyor. Devre ve ev arasındaki mesafeyi artırarak, ikinci devre ortalığı kaçırılabilir. Devre ve evde arasındaki mesafe artılamadığında, evde ve devre arasında bir metal baffle eklenebilir. Eğer devre chasse ile bağlanırsa, sadece bir nokta aracılığıyla bağlanılmalı. Sıradan devreden geçmesini engelleyin. Çevir tahtasına bağlanmış nokta kablo girişinde olmalı. Plastik davalar için dava temizlemesi sorun yok.

Kablon tasarımı:

Düzgün tasarlanmış bir kablo koruma sistemi sistemin ESD'nin şüphesiz olmadığını geliştirmek için anahtar olabilir. Çoğu sistemlerin en büyük "antena" olarak, I/O kabloları ESD araştırmaları tarafından oluşturulan büyük voltaj veya akışlara özellikle kabul edilebilir. On the other hand, the cable also provides a low-impedance path for ESD interference, if the cable shield is connected to the chassis ground. ESD araştırma enerjisi bu kanal aracılığıyla sistem topraklarından yayınlanabilir, bu yüzden yönetim bağlantısını doğrudan kaçırabilir. ESD araştırmalarının birleşmesini kabele tarafından azaltmak için çizgi uzunluğu ve döngü alanı azaltmalı, ortak mod birleşmesi bastırılmalı ve metal koruması kullanılmalı. İçeri/çıkış kabloları için, korunan kablolar, ortak moda boğulmaları, fazla voltaj çarpma devreleri ve kablo bası filtrleri kullanılabilir. Kablon her iki tarafında kablo kalkanı evin kalkanıyla bağlı olmalı. Ortak bir mod boğulması kablo üzerinde ortak modun voltaj düşürmesi diğer tarafta devre yerine elektrostatik boğulması nedeniyle ortak modun voltaj düşürmesini sağlayabilir. İki kabineti korunan kabilelerle birleştirdiğinde, iki kabineti kabilenin koruması katından birleştir, böylece iki kabinet arasındaki potansiyel fark mümkün olduğunca küçük olabilir. Burada, kaçası ve kablo koruması katı arasındaki kapılma çok önemlidir. Kablon her iki tarafında ve kablo koruması katı arasında 360° dolaşmak öneriliyor.

Klavye ve panel:

Klavye ve kontrol panelinin tasarımı duygusal devrelerden geçmeden yere doğrudan yayılabileceğini sağlamalıdır. Yükselmiş anahtarlar için, metal bracketi gibi bir taşıma koruyucusu (tıpkı metal bracketi) anahtar ve devre arasında taşıma akışı için bir taşıma yolunu sağlamak için yerleştirilmeli. Boşaltma korumacısı direkten şasis veya çatlak ile bağlı olmalı, devre alanına değil. Elbette, daha büyük bir düğme kullanarak (operatör ve iç düzenleme arasındaki mesafeyi arttırmak) elektrostatik yüklemeyi direkt engelleyebilir. Klavye ve kontrol panelinin tasarımı duygusal devreler arasından geçmeden yere doğrudan ulaşmak için ağır yüklemeyi etkinleştirmeli. Yüzültülmüş damlar ve büyük düğmelerin kullanımı kontrol anahtarlarına veya potenciometrelerine ulaşmayı engelleyebilir. Bugünlerde, daha fazla elektronik ürün panelleri ince film düğmelerini ve ince film görüntülerini kullanır. Çünkü film yüksek voltaj dirençli izolatör maddelerinden oluşturulmuş, ESD'nin düğmelerinden iç devre girmesini ve pencereleri göstermesini engelleyebilir. Ayrıca, klavye anahtarlarının çoğu şimdi yüksek voltaj dirençli izolatör filmlerinden yapılmış, ki ESD araştırmalarını etkili olarak engelleyebilir.

Dört tasarımı:

Aygıtların kullanılmadığı girdi terminalleri bağlantısı ya da yüzücü durumda olmasına izin verilmez, ama yere ya da güç terminal ile doğrudan ya da uygun bir direksiyonla bağlanmalı. Genellikle konuşurken, dışarıdaki cihazla bağlı arayüz devresi koruma devresi eklemesi gerekiyor. Bu da elektrik kablosu da dahil olur. Genellikle donanım tasarımı tarafından gözden geçirilir. Mikrobilgisayarı örnek olarak alın, koruma devresini düzenlemek için düşünülecek bağlantılar: seri iletişim arayüzü, paralel iletişim arayüzü, klavye arayüzü, görüntüle arayüzü, etc.

Filterler (uzak kapasitörler ya da bir dizi indikatörler ya da ikisinin birleşmesi) devrede EMI'yi ekipmeye bağlamasını engellemek için kullanılmalı. Eğer girdi yüksek impedans olursa, en etkili bir kapasitör filtrü çünkü düşük impedans yüksek girdi impedansını etkili olarak geçirecek. Çıkış kapasitörünün daha yakınlığı girişine, daha iyi. Eğer girdi impedansı düşük olursa, bir dizi ferrite en iyi filtrü sağlayabilir ve bu ferritler de mümkün olduğunca girişe yakın olmalı.

İçindeki devreler için güçlü koruma ölçüleri. Direkt yönlendirme elektrostatik patlama arayüzünden acı çekebilecek portlar için I/O arayüzündeki pozitif ve negatif güç terminalarına dirençli ya da paralel diodlarda dirençli birini bağlayabilirsiniz. MOS tüpünün girdi sonu seride 100 kΩ direktörü ile bağlanmış ve çıkış sonu taşıma akışını sınırlamak için seride 1kΩ direktörü ile bağlanmıştır. TTL tüpünün giriş sonu seride 22-100Ω direktörüyle bağlanmış ve çıkış sonu seride 22-47Ω direktörüyle bağlanmış. Analog tüpünün giriş sonu 100Ω～100kΩ ile birleştirildi ve paralel bir diode elektrik teslimatının pozitif veya negatif köşesine karıştırmak için eklenir ve analog tüpünün çıkış sonu 100Ω dirençliğine bağlanır. I/O sinyal çizgisinde yere bir kapasitör kurmak, arayüz kablosuna ulaştırılmış elektrostatik patlama akışını çekebilir ve devre akışından kaçmayı önleyebilir. Fakat bu kapasitör de şasis üzerindeki akışını sinyal çizgisine uzaklaştıracak. Bu durumdan kaçırmak için, devre tahtasına yolun engellemesini arttırmak için bypass kapasitörü ve devre tahtası arasında bir ferrite tahtası kurulabilir. Kapacitörün savunma voltasyonu gerektiğini belirtmeli. Elektrotatik patlamanın voltasyonu birkaç bin volt kadar yüksek olabilir. Geçici bir koruma diodunun kullanımı da elektrostatik patlamadan etkili olarak koruyabilir, fakat geçici araştırmaların voltajı diodun tarafından sınırlı olsa da, yüksek frekans araştırma komponenti azaltılmaz. Genelde, geçici koruma diodu ile bağlantılı yüksek frekans baypass kapasitörü yüksek frekans araştırmalarını bastırır. Devre tasarımı ve devre tahtası yönlendirmesi, kapı devreleri ve strobe pulsleri için kullanılmalı. Bu girdi yöntemi sadece elektrostatik patlama ve strobe aynı zamanda hasara sebep olabilir. Nabz kenarı tetikleyici girdi yöntemi elektrostatik patlama yüzünden gelen geçimlere çok hassas ve kullanılmamalı.

PCB tasarımı:

İyi PCB tasarımı, ürünlere ESD arayüzünün etkisini etkileyebilir. Bu da elektromagnetik uyumlu tasarımında ESD tasarımın önemli bir parçası. Bu bölümden detaylı yolculuk alabilirsiniz. Bir ürün için elektromagnetik uyumluluğu karşılaştırma ölçülerini uyguladığında, PCB'yi yeniden yazmak zor (geliştirme maliyetleri çok yüksek), bu yüzden bunu burada tanıtmayacağım.