In PCB-ontwerp was elektromagnetiese versoenbaarheid (EMC) en verwante elektromagnetiese interferensie (EMI) nog altyd twee groot probleme wat ingenieurs hoofpyn veroorsaak het, veral in vandag se stroombaanontwerp en komponentverpakking krimp, en OEM's vereis hoërspoedstelsels Situasie.

1. Oorspraak en bedrading is die sleutelpunte

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

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

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

Aangesien nuwe materiale en nuwe komponente steeds verskyn, moet PCB-ontwerpers voortgaan om elektromagnetiese versoenbaarheid en steuringskwessies te hanteer.

2. Ontkoppelkapasitor

Ontkoppelende kapasitors kan die nadelige effekte van oorspraak verminder. Hulle moet tussen die kragtoevoerpen en die grondpen van die toestel geleë wees om lae AC-impedansie te verseker en geraas en oorspraak te verminder. Om lae impedansie oor 'n wye frekwensiereeks te bereik, moet veelvuldige ontkoppelkapasitors gebruik word.

'n Belangrike beginsel vir die plasing van ontkoppelkapasitors is dat die kapasitor met die kleinste kapasitansiewaarde so na as moontlik aan die toestel moet wees om die induktansie-effek op die spoor te verminder. Hierdie spesifieke kapasitor is so na as moontlik aan die kragpen of kragspoor van die toestel, en koppel die pad van die kapasitor direk aan die via- of grondvlak. As die spoor lank is, gebruik verskeie vias 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 aardingsarea so groot as moontlik te maak binne die totale oppervlakte van die PCB-stroombaanbord, wat emissie, oorspraak en geraas kan verminder. Spesiale sorg moet gedra word wanneer elke komponent aan die grondpunt of grondvlak verbind word. As dit nie gedoen word nie, sal die neutraliserende effek van 'n betroubare grondvlak nie ten volle benut word nie.

'n Besonder komplekse 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 grondvlakke in drie tot vyf verskillende posisies te gebruik, en elke grondvlak kan veelvuldige gronddele bevat. Dit beheer nie net die vervaardigingskoste van die stroombaanbord nie, maar verminder ook EMI en EMC.

As jy EMC wil verminder, is 'n lae-impedansie-aardstelsel baie belangrik. In 'n multi-laag PCB is dit die beste om 'n betroubare grondvlak te hê, eerder as 'n koperdiefstal of verstrooide grondvlak, want dit het 'n lae impedansie, kan 'n stroompad verskaf, is die beste terugwaartse 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 sal dit 'n antenna-agtige verskynsel produseer, 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 terugkeerpad nie gelyk is nie, sal grondbons plaasvind, wat ook EMI sal genereer.

4. Vermy 'n hoek van 90°

Om EMI te verminder, vermy bedrading, vias en ander komponente wat 'n 90°-hoek vorm, want regte hoeke sal straling genereer. By 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 ten minste teen twee 45°-hoeke na die hoeke gelei word.

5. Gebruik vias met omsigtigheid

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

Onthou ook dat vias die lengte van die spoor sal vergroot en gepas moet word. As dit 'n differensiële spoor is, moet vias soveel as moontlik vermy word. As dit nie vermy kan word nie, gebruik vias in beide spore om te kompenseer vir vertragings in die sein en terugkeer pad.

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-paar kabel gebruik word, sal die koppelingsvlak laag gehou word en die gegenereerde magnetiese veld sal uitgeskakel word. Vir hoëfrekwensieseine moet 'n afgeskermde kabel gebruik word, en die voor- en agterkant van die kabel moet geaard wees om EMI-interferensie uit te skakel.

Fisiese afskerming is om die hele of 'n gedeelte van die stelsel met 'n metaalpakket toe te draai om te verhoed dat EMI die PCB-kring binnegaan. Hierdie soort afskerming is soos 'n geslote geaarde geleidende houer, wat die antenna-lusgrootte verminder en EMI absorbeer.