PCB dizaynında, elektromaqnit uyğunluğu (EMC) və əlaqəli elektromaqnit müdaxiləsi (EMI) həmişə mühəndislərin baş ağrısına səbəb olan iki əsas problem olmuşdur, xüsusən də bugünkü dövrə lövhəsinin dizaynında və komponentlərin qablaşdırılmasında kiçilir və OEM-lər daha yüksək sürətli sistem tələb edir Vəziyyət.
1. Crossstalk və naqillər əsas məqamlardır
Cərəyanın normal axını təmin etmək üçün naqillər xüsusilə vacibdir. Əgər cərəyan bir osilatordan və ya digər oxşar cihazdan gəlirsə, cərəyanı yer müstəvisindən ayrı saxlamaq və ya cərəyanın başqa bir izə paralel getməsinə imkan verməmək xüsusilə vacibdir. İki paralel yüksək sürətli siqnal EMC və EMI, xüsusən də çarpaz əlaqə yaradacaq. Müqavimət yolu ən qısa olmalıdır və geriyə cərəyan yolu mümkün qədər qısa olmalıdır. Qayıdış yolu izinin uzunluğu göndərmə izinin uzunluğu ilə eyni olmalıdır.
EMI üçün biri "pozulmuş naqillər", digəri isə "qurban edilmiş naqillər" adlanır. Endüktans və tutumun birləşməsi elektromaqnit sahələrinin olması səbəbindən "qurban" izinə təsir edəcək və bununla da "qurban izi" üzərində irəli və tərs cərəyanlar yaradacaqdır. Bu halda, siqnalın ötürülməsi və qəbul uzunluğunun demək olar ki, bərabər olduğu sabit bir mühitdə dalğalanmalar yaranacaq.
Yaxşı balanslaşdırılmış və sabit naqil mühitində induksiya cərəyanları çarpışmanı aradan qaldırmaq üçün bir-birini ləğv etməlidir. Bununla belə, biz qeyri-kamil dünyadayıq və belə şeylər olmayacaq. Buna görə də, məqsədimiz bütün izlərin qarışmasını minimuma endirməkdir. Paralel xətlər arasındakı enlik xətlərin enindən iki dəfə çoxdursa, çarpaz əlaqənin təsiri minimuma endirilə bilər. Məsələn, iz eni 5 mildirsə, iki paralel qaçış izi arasındakı minimum məsafə 10 mil və ya daha çox olmalıdır.
Yeni materiallar və yeni komponentlər görünməyə davam etdikcə, PCB dizaynerləri elektromaqnit uyğunluğu və müdaxilə məsələləri ilə məşğul olmağa davam etməlidirlər.
2. Kondensatorun ayrılması
Kondansatörlərin ayrılması qarşılıqlı əlaqənin mənfi təsirlərini azalda bilər. Aşağı AC empedansını təmin etmək və səs-küyü və çarpışmanı azaltmaq üçün onlar enerji təchizatı sancağı ilə cihazın yer pin arasında yerləşdirilməlidir. Geniş tezlik diapazonunda aşağı empedansa nail olmaq üçün çoxlu ayırıcı kondansatörlərdən istifadə edilməlidir.
Ayırma kondansatörlərinin yerləşdirilməsi üçün vacib bir prinsip, izə endüktans təsirini azaltmaq üçün ən kiçik tutum dəyəri olan kondansatörün cihaza mümkün qədər yaxın olmasıdır. Bu xüsusi kondansatör cihazın güc pininə və ya güc izinə mümkün qədər yaxındır və kondansatörün padini birbaşa keçid və ya yer müstəvisinə qoşun. İz uzundursa, yerin empedansını minimuma endirmək üçün çoxlu keçidlərdən istifadə edin.
3. PCB-ni torpaqlayın
EMI azaltmağın vacib yolu PCB yer təyyarəsini dizayn etməkdir. İlk addım, emissiya, çarpışma və səs-küyü azalda bilən PCB dövrə lövhəsinin ümumi sahəsi daxilində torpaqlama sahəsini mümkün qədər böyük etməkdir. Hər bir komponenti yer nöqtəsinə və ya yer müstəvisinə birləşdirərkən xüsusi diqqət yetirilməlidir. Bu edilmədikdə, etibarlı yer təyyarəsinin neytrallaşdırıcı təsiri tam istifadə edilməyəcəkdir.
Xüsusilə mürəkkəb PCB dizaynı bir neçə sabit gərginliyə malikdir. İdeal olaraq, hər bir istinad gərginliyi öz uyğun torpaq müstəvisinə malikdir. Bununla belə, torpaq təbəqəsi çox olarsa, bu, PCB-nin istehsal xərclərini artıracaq və qiyməti çox yüksək edəcəkdir. Kompromis üç-beş fərqli mövqedə yer təyyarələrindən istifadə etməkdir və hər bir yer təyyarəsi bir neçə yer hissələrini ehtiva edə bilər. Bu, yalnız dövrə lövhəsinin istehsal xərclərinə nəzarət etmir, həm də EMI və EMC-ni azaldır.
EMC-ni minimuma endirmək istəyirsinizsə, aşağı empedanslı torpaqlama sistemi çox vacibdir. Çox qatlı bir PCB-də, mis oğru və ya səpələnmiş yer təyyarəsi deyil, etibarlı bir torpaq təyyarəsinə sahib olmaq yaxşıdır, çünki aşağı empedansa malikdir, cari bir yol təmin edə bilər, ən yaxşı əks siqnal mənbəyidir.
Siqnalın yerə qayıtma müddəti də çox vacibdir. Siqnal və siqnal mənbəyi arasındakı vaxt bərabər olmalıdır, əks halda o, radiasiya enerjisini EMI-nin bir hissəsinə çevirərək antenaya bənzər bir fenomen yaradacaq. Eynilə, cərəyanı siqnal mənbəyinə / mənbəyinə ötürən izlər mümkün qədər qısa olmalıdır. Mənbə yolunun uzunluğu ilə qayıdış yolunun uzunluğu bərabər deyilsə, yerdən sıçrayış baş verəcək və bu da EMI yaradacaq.
4. 90° bucaqdan çəkinin
EMI-ni azaltmaq üçün 90° bucaq meydana gətirən naqillərdən, kanallardan və digər komponentlərdən çəkinin, çünki düz bucaqlar şüalanma yaradacaq. Bu küncdə kapasitans artacaq və xarakterik empedans da dəyişəcək, əksiklərə və sonra EMI-ə səbəb olacaq. 90° açıların qarşısını almaq üçün izlər ən azı iki 45° bucaq altında künclərə aparılmalıdır.
5. Vizalardan ehtiyatla istifadə edin
Demək olar ki, bütün PCB layoutlarında, müxtəlif təbəqələr arasında keçirici əlaqələri təmin etmək üçün vidalardan istifadə edilməlidir. PCB layout mühəndisləri xüsusilə diqqətli olmalıdırlar, çünki vias endüktans və tutum yaradacaq. Bəzi hallarda, onlar da əks etdirəcəklər, çünki izdə bir keçid edildikdə xarakterik empedans dəyişəcək.
Həmçinin unutmayın ki, vizalar izin uzunluğunu artıracaq və uyğunlaşdırılmalıdır. Əgər bu, diferensial izdirsə, mümkün qədər vizalardan qaçınmaq lazımdır. Əgər bunun qarşısını almaq mümkün deyilsə, siqnal və qayıdış yolundakı gecikmələri kompensasiya etmək üçün hər iki izdə vialardan istifadə edin.
6. Kabel və fiziki ekranlama
Rəqəmsal sxemləri və analoq cərəyanları daşıyan kabellər parazitar tutum və endüktans yaradacaq və bir çox EMC ilə bağlı problemlərə səbəb olacaq. Bükülmüş cüt kabel istifadə edilərsə, birləşmə səviyyəsi aşağı səviyyədə saxlanılacaq və yaranan maqnit sahəsi aradan qaldırılacaqdır. Yüksək tezlikli siqnallar üçün ekranlaşdırılmış kabeldən istifadə edilməli, EMI müdaxiləsini aradan qaldırmaq üçün kabelin ön və arxa hissələri torpaqlanmalıdır.
Fiziki qoruma EMI-nin PCB dövrəsinə daxil olmasının qarşısını almaq üçün sistemin bütün və ya bir hissəsini metal paketlə sarmaqdır. Bu cür qoruyucu qapalı əsaslı keçirici konteynerə bənzəyir, antenna dövrəsinin ölçüsünü azaldır və EMI-ni udur.