PCB Teknik - PCB düzeni tasarımında toprak araştırmaları ve baskı

1. Yer kablosu tanımlaması

PCB dizaynında, yeryüzü kablo nedir? Herkes okuma kitaplarında öğrendiğin yeryüzü kablosunun tanımlaması: yeryüzü kablosu devre potansiyelinin referans noktası olarak kullanılan ekipman etkileyici bir vücudu. Bu tanımlama gerçek durumlara uymuyor. Gerçek yeryüzündeki kablo potansiyeli sürekli değil. Yer çizgisindeki noktalar arasındaki potansiyelini ölçülemek için bir metre kullanırsanız, yeryüzündeki noktaların potansiyelleri çok farklı olabilir. Bu, devrelerin doğal operasyonuna neden olan bu potansiyel farklılıklar. Bir devreyi ekipman gücü olarak tanımlama sadece insanların toprak potansiyelinin beklenmesidir. HENRY toprak kablosunun daha gerçekçi bir tanımını verdi. Sinyalin kaynağa dönmesi için zemin kablosunu düşük impedans yolu olarak tanımladı. Bu tanımlama yeryüzündeki kabloların akışını işaretliyor. Bu tanıma göre, yeryüzündeki potansiyel farklılığın sebebini anlamak kolay. Çünkü yeryüzündeki kabloların impedansı asla sıfır olmayacak. Bir akışın sonsuz impedans geçtiğinde voltaj düşürülecek. Bu yüzden, denizdeki dalgalar olarak yeryüzündeki kabloların potansiyelini, birbirimizin ardından hayal etmeliyiz.

2. Yer kablosunun engellemesi

Yeryüzündeki kablolardaki noktalar arasındaki potansiyel farklılığı konuşurken, devreyi yanlış şekilde etkileyebilir. Birçok insan in an ılmaz bulur: yeryüzündeki kabloların direnişini ölçülemek için ohmmeter kullandığımızda, yeryüzündeki kabloların direnişi sık sık sık miliohm seviyesinde. Bu kadar büyük bir voltaj düşüşümün nasıl oluşabilir, şu anki böyle küçük bir dirençlik içinden geçerken, normal devre operasyonu nedeniyle.

3. Yer araştırma mekanizması

3.1 İki devre toprak kablosu bir bölümünü paylaşırken, bir devreğin toprak potansiyeli diğer devreğin çalışma akışı tarafından yer kablosu impedansı yüzünden modul edilecek. Böyle bir devredeki sinyal başka bir devre bağlanacak, bu bağlantı ortak impedance bağlantısı denir.

Dijital devrelerde, sinyalin yüksek frekansı yüzünden, yeryüzü kablo sık sık daha büyük bir impedans sunuyor. Bu zamanda, eğer yer bölümünü paylaşırken farklı devreler varsa, ortak impedans bağlantısının problemi olabilir.

4. Toprak araştırma düzenlemeleri

4.1 PCB tasarım düzeninde, yeryüzü döngüsünün araştırmalarının mekanizmasından yeryüzü döngüsünün karşılaştırması, yeryüzündeki döngüsünün azaltıldığı sürece, yeryüzü döngüsünün araştırmalarını azaltılabilir. Yer döngüsindeki akışı tamamen yok edilebilirse, toprak döngüsünün araştırması tamamen çözülebilir. Bu yüzden, toprak dönüşünün araştırması için bu çözümleri teklif ediyoruz.

A. Bir sonda ekipmanı kullanıyor. Eğer bir sondaki devre yüzerse, toprak döngüsü kesilir, bu yüzden toprak döngüsü yok edilebilir. Ama dikkatini çekmek zorunda olan iki sorun var. Birisi güvenlik sebepleri için devreler sık sık yüzmeye izin verilmez. Bu zamanda, aygıtı bir induktör tarafından yerleştirmeyi düşünün. Bu şekilde, 50Hz AC hazırlığı için yerleştirme impedansı çok küçük ve daha yüksek frekans araştırma sinyalleri için ekipmanların impedansı yerleştirmesi daha büyük ve toprak dönüşünü azaltıyor. Ama bu şekilde sadece yüksek frekans araştırmalarının yeryüzü döngüsünü azaltır. Başka bir sorun şu ki, aygıt yüzüyor olsa da, aygıt ve toprak arasında hâlâ parazitik bir kapasite var. Bu kapasitet yüksek frekanslarda düşük bir impedans sağlayacak, bu yüzden yüksek frekanslar toprak dönüsünü etkili olarak azaltmayacak.

B. Aygıtlar arasındaki bağlantını fark etmek için bir değiştirici kullanın. Yer döngüsünü kesmek için iki cihazı bağlamak için magnetik devre kullanın. Fakat ilk ve ikinci dönüştürücüler arasındaki parazitik kapasitesi hâlâ yüksek frekans toprak dönüşünün akışını sağlayabileceğini belirtmeli. Bu yüzden transformer izolasyon metodu yüksek frekans toprak dönüşünün üzerinde kötü bir baskı etkisi var. transformatörün yüksek frekans izolasyon etkisini geliştirmenin bir yolu transformatörün ilk ve ikinci a şamaları arasında kalkan katını kurmak. Fakat izolasyon dönüştürücünün korumak katının bir sonunda olması gerektiğini belirtmeli. Yoksa, sadece yüksek frekans izolasyon etkisini geliştiremez, ama da yüksek frekans birleşmesini daha ciddiye yapabilir. Bu yüzden, dönüştürücü sinyal alıcı cihazının yanında kurulmalı. Güzel korunan bir transformatör 1MHz'in altındaki frekanslarda etkili izolasyon sağlayabilir.

C. Bir optik izolatör kullanarak toprak döngüsünü kesmek için bir yol daha sinyal transmisini fark etmek için ışık kullanmak. Yer dönüşünün araştırmalarının sorunu çözmenin en ideal yolu olduğunu söyleyebilir. Optik bağlantı için iki yöntem var, birisi optokopler aygıtı, diğeri optik fiber ile bağlantısıdır. Optoküpler'in parasitik kapasitesi genellikle 2pf. Bu çok yüksek frekanslarda iyi izolasyon sağlayabilir. Optik fiber neredeyse parazitik kapasitesi yok, fakat kurulma, destek ve maliyetle ilgili optoküpler aygıtlarından daha düşük.

D. Bağlantı kablosunda ortak moda boğulması yeryüzünün döngüsünü arttırmak için eşittir, böylece bazı yeryüzü voltajı altında yeryüzü döngüsü

Dört akışı azalır. Ama ortak moda boğulmasının parasitik kapasitesini kontrol etmek için dikkat edin, yoksa yüksek frekans araştırmalarının izolasyonun etkisi çok zayıf. Ortak modanın boğulması, parasitik kapasitesi daha büyük ve yüksek frekans izolasyonun etkisi daha kötü.

4.2 Ortak impedans bağlantısını yok etmek için ortak impedans bağlantısını yok etmek için iki yol var. Birisi, ortak yeryüzündeki kabloların impedansını azaltmak, bu yüzden ortak yeryüzündeki kabloların voltajı da azaltılması ve bu yüzden ortak impedans bağlantısını kontrol ediyor. Başka bir yöntem, doğru yerleştirmek üzere birbirlerine karıştırmak kolay olan devrelerin ortak yeryüzü kablosundan kaçırmak. Genelde, güçlü ve zayıf şu anki devrelerin, dijital devrelerin ve analog devrelerin ortak yeryüzü kablosundan kaçın. Daha önce bahsettiği gibi, yeryüzündeki kabloların impedansını azaltmanın temel problemi, yeryüzündeki kabloların etkisini azaltmak. Bu, yeryüzü kablosu olarak düz bir yönetici kullanarak, yeryüzü kablosu olarak uzak bir sürü paralel yönetici kullanarak bulunuyor. Çift katı tahtasında basılı devre tahtaları için yeryüzü kablo a ğı yerleştirmek yeryüzü kablo impedansı etkili olarak azaltır. Çoklu katı tahtasında, yeryüzü kablosu özel katı küçük bir impedans var, ama PCB devrelerinin dirençliğini arttıracak. maliyeti. Doğru yerleştirme yöntemi aracılığıyla ortak imfazlamadan kaçırmak için temel bir yöntem paralel bir nokta yerleştirmesidir. Parallel yerleştirmenin zorluğu çok fazla temel kablo var. Bu yüzden pratik olarak tüm devreler tek nokta yerleştirmesi ile paralel bağlanması gerekmiyor. Daha az karşılaştığı müdahale alan devreler için seride tek nokta temel alan kullanılabilir. Örneğin, devreler güçlü sinyaller, zayıf sinyaller, analog sinyaller, dijital sinyaller, etc. ile klasifik edilebilir. Sonra benzer devreler içinde bir nokta yerleştirilmesi ve farklı tür devreler için paralel bir nokta yerleştirilmesi için tek nokta kullanabilir.