In PCB-ontwerp was elektromagnetiese verenigbaarheid (EMC) en verwante elektromagnetiese interferensie (EMI) nog altyd twee groot probleme wat veroorsaak het dat ingenieurs hoofpyn het, veral in die hedendaagse kringbordontwerp en komponentverpakking, en OEM's benodig 'n hoër snelheidstelselsituasie.

1. kruising en bedrading is die sleutelpunte

Die bedrading is veral belangrik om die normale stroomvloei te verseker. As die stroom van 'n ossillator of 'n ander soortgelyke toestel kom, is dit veral belangrik om die stroom apart van die grondvlak te hou, of nie om die stroom parallel met 'n ander spoor te laat loop nie. Twee parallelle hoëspoed-seine sal EMC en EMI genereer, veral Crosstalk. Die weerstandspad moet die kortste wees, en die terugkeerstroompad moet so kort as moontlik wees. Die lengte van die terugspadspoor moet dieselfde wees as die lengte van die stuurspoor.

Vir EMI word die een 'inbreuk op bedrading' genoem, en die ander is 'geviktimiseerde bedrading'. Die koppeling van induktansie en kapasitansie sal die "slagoffer" -spoor beïnvloed as gevolg van die teenwoordigheid van elektromagnetiese velde, en sodoende voorwaartse en omgekeerde strome op die "slagofferspoor" opwek. In hierdie geval word rimpelings gegenereer in 'n stabiele omgewing waar die transmissielengte en ontvangslengte van die sein amper gelyk is.

In 'n goed gebalanseerde en stabiele bedradingomgewing, moet die geïnduseerde strome mekaar kanselleer om Crosstalk uit te skakel. Ons is egter in 'n onvolmaakte wêreld, en sulke dinge sal nie gebeur nie. Daarom is ons doel om die kruising van alle spore tot die minimum te beperk. As die breedte tussen parallelle lyne twee keer die breedte van die lyne is, kan die effek van kruising tot die minimum beperk word. Byvoorbeeld, as die spoorwydte 5 miljoen is, moet die minimum afstand tussen twee parallelle spore 10 miljoen of meer wees.

Namate nuwe materiale en nuwe komponente steeds verskyn, moet PCB -ontwerpers voortgaan om elektromagnetiese verenigbaarheid en interferensieprobleme te hanteer.

2. Ontkoppeling van kapasitor

Ontkoppeling van kondenseerders kan die nadelige gevolge van kruising verminder. Dit moet tussen die kragtoevoer -pen en die grondpen van die toestel geleë wees om lae AC -impedansie te verseker en geraas en kruising te verminder. Om 'n lae impedansie oor 'n wye frekwensiegebied te bewerkstellig, moet meerdere ontkoppelingskondenseerders gebruik word.

'N Belangrike beginsel om ontkoppeling van kapasitors te plaas, is dat die kondensator met die kleinste kapasitansiewaarde so na as moontlik aan die toestel moet wees om die induktansie -effek op die spoor te verminder. Hierdie spesifieke kondensator is so na as moontlik aan die kragpen of kragspoor van die toestel, en koppel die pad van die kondensator direk aan die Via- of grondvlak. As die spoor lank is, gebruik meerdere VIA's om die grondimpedansie te verminder.

3. Grond die PCB

'N Belangrike manier om EMI te verminder, is om die PCB -grondvlak te ontwerp. Die eerste stap is om die grondarea so groot as moontlik binne die totale oppervlakte van die PCB -kringbord te maak, wat die emissie, kruising en geraas kan verminder. Spesiale sorg moet gedra word wanneer elke komponent aan die grondpunt of grondvlak gekoppel word. As dit nie gedoen word nie, sal die neutraliserende effek van 'n betroubare grondvlak nie volledig gebruik word nie.

'N Besondere ingewikkelde PCB -ontwerp het verskeie stabiele spannings. Ideaal gesproke het elke verwysingsspanning sy eie ooreenstemmende grondvlak. As die grondlaag egter te veel is, sal dit die vervaardigingskoste van die PCB verhoog en die prys te hoog maak. Die kompromie is om grondvliegtuie in drie tot vyf verskillende posisies te gebruik, en elke grondvlak kan verskeie grondonderdele bevat. Dit beheer nie net die vervaardigingskoste van die kringbord nie, maar verminder ook EMI en EMC.

As u EMC wil minimaliseer, is 'n lae -impedansie -aardingstelsel baie belangrik. In 'n multi-laag PCB is dit die beste om 'n betroubare grondvlak te hê, eerder as 'n koperde-diefstal of verspreide grondvlak, omdat dit 'n lae impedansie het, 'n huidige pad kan bied, is die beste omgekeerde seinbron.

Die tydsduur wat die sein na die grond terugkeer, is ook baie belangrik. Die tyd tussen die sein en die seinbron moet gelyk wees, anders produseer dit 'n antenna-agtige verskynsel, wat die uitgestraalde energie 'n deel van EMI maak. Net so moet die spore wat stroom na/van die seinbron oordra, so kort as moontlik wees. As die lengte van die bronpad en die terugkeerpaadjie nie gelyk is nie, sal die grondbons voorkom, wat ook EMI sal genereer.

4. Vermy 90 ° hoek

Om die EMI te verminder, moet u bedrading, VIA's en ander komponente wat 'n hoek van 90 ° vorm, vermy, omdat die regte hoeke bestraling sal oplewer. Op hierdie hoek sal die kapasitansie toeneem, en die kenmerkende impedansie sal ook verander, wat lei tot refleksies en dan EMI. Om 90 ° hoeke te vermy, moet spore minstens twee 45 ° hoeke na die hoeke gelei word.

5. Gebruik VIA's met omsigtigheid

In byna alle PCB -uitlegte moet VIA's gebruik word om geleidende verbindings tussen verskillende lae te bied. PCB -uitlegingenieurs moet veral versigtig wees, want VIA's sal induktansie en kapasitansie genereer. In sommige gevalle sal hulle ook refleksies lewer, omdat die kenmerkende impedansie sal verander wanneer 'n VIA in die spoor gemaak word.

Onthou ook dat VIA's die lengte van die spoor sal verhoog en dat dit ooreenstem. As dit 'n differensiële spoor is, moet VIA's soveel as moontlik vermy word. As dit nie vermy kan word nie, gebruik VIA's in albei spore om te vergoed vir vertragings in die sein en die terugkeerpad.

6. kabel en fisiese afskerming

Kabels wat digitale stroombane en analoogstrome dra, sal parasitiese kapasitansie en induktansie genereer, wat baie EMC-verwante probleme veroorsaak. As 'n gedraaide paarkabel gebruik word, sal die koppelingsvlak laag gehou word en sal die gegenereerde magnetiese veld uitgeskakel word. Vir hoëfrekwensie-seine moet 'n afgeskermde kabel gebruik word, en die voor- en agterkant van die kabel moet gegrond word om EMI-inmenging uit te skakel.

Fisiese afskerming is om die geheel of 'n deel van die stelsel met 'n metaalpakket te draai om te voorkom dat EMI die PCB -kring binnedring. Hierdie soort afskerming is soos 'n geslote grondige geleidende houer, wat die antenna -lusgrootte verminder en EMI absorbeer.