Mewn dylunio PCB, mae cydweddoldeb electromagnetig (EMC) ac ymyrraeth electromagnetig cysylltiedig (EMI) bob amser wedi bod yn ddwy broblem fawr sydd wedi achosi cur pen i beirianwyr, yn enwedig mewn dylunio bwrdd cylched heddiw a phecynnu cydrannau yn crebachu, ac mae angen systemau cyflymder uwch ar OEMs Sefyllfa.

1. Crosstalk a gwifrau yw'r pwyntiau allweddol

Mae'r gwifrau yn arbennig o bwysig i sicrhau llif arferol y cerrynt. Os daw'r cerrynt o osgiliadur neu ddyfais debyg arall, mae'n arbennig o bwysig cadw'r cerrynt ar wahân i'r awyren ddaear, neu beidio â gadael i'r cerrynt redeg yn gyfochrog ag olrhain arall. Bydd dau signal cyflymder uchel cyfochrog yn cynhyrchu EMC ac EMI, yn enwedig crosstalk. Rhaid i'r llwybr gwrthiant fod y byrraf, a rhaid i'r llwybr cerrynt dychwelyd fod mor fyr â phosibl. Dylai hyd olrhain y llwybr dychwelyd fod yr un fath â hyd yr olrhain anfon.

Ar gyfer EMI, gelwir un yn “weirio toredig” a’r llall yn “weirio erledigaeth”. Bydd cyplu anwythiad a chynhwysedd yn effeithio ar yr olrhain “dioddefwr” oherwydd presenoldeb meysydd electromagnetig, a thrwy hynny gynhyrchu ceryntau ymlaen a gwrthdro ar yr “olrheiniad dioddefwr”. Yn yr achos hwn, bydd crychdonnau'n cael eu cynhyrchu mewn amgylchedd sefydlog lle mae hyd trawsyrru a hyd derbyniad y signal bron yn gyfartal.

Mewn amgylchedd gwifrau cytbwys a sefydlog, dylai'r cerrynt anwythol ganslo ei gilydd i ddileu crosstalk. Fodd bynnag, rydym mewn byd amherffaith, ac ni fydd pethau o'r fath yn digwydd. Felly, ein nod yw cadw croessiarad pob olion i'r lleiaf posibl. Os yw'r lled rhwng llinellau cyfochrog ddwywaith lled y llinellau, gellir lleihau effaith crosstalk. Er enghraifft, os yw'r lled olrhain yn 5 mils, dylai'r pellter lleiaf rhwng dau olion rhedeg cyfochrog fod yn 10 mils neu fwy.

Wrth i ddeunyddiau newydd a chydrannau newydd barhau i ymddangos, rhaid i ddylunwyr PCB barhau i ddelio â materion cydnawsedd electromagnetig ac ymyrraeth.

2. datgysylltu capacitor

Gall datgysylltu cynwysorau leihau effeithiau andwyol crosstalk. Dylid eu lleoli rhwng y pin cyflenwad pŵer a phin daear y ddyfais i sicrhau rhwystriant AC isel a lleihau sŵn a crosstalk. Er mwyn cyflawni rhwystriant isel dros ystod amledd eang, dylid defnyddio cynwysyddion datgysylltu lluosog.

Egwyddor bwysig ar gyfer gosod cynwysyddion datgysylltu yw y dylai'r cynhwysydd sydd â'r gwerth cynhwysedd lleiaf fod mor agos â phosibl at y ddyfais i leihau'r effaith anwythiad ar yr olrhain. Mae'r cynhwysydd penodol hwn mor agos â phosibl at y pin pŵer neu olrhain pŵer y ddyfais, a chysylltwch pad y cynhwysydd yn uniongyrchol â'r awyren trwy neu ddaear. Os yw'r olion yn hir, defnyddiwch sawl vias i leihau rhwystriant y ddaear.

3. Ground y PCB

Ffordd bwysig o leihau EMI yw dylunio awyren ddaear y PCB. Y cam cyntaf yw gwneud yr ardal sylfaen mor fawr â phosibl o fewn cyfanswm arwynebedd y bwrdd cylched PCB, a all leihau allyriadau, crosstalk a sŵn. Rhaid cymryd gofal arbennig wrth gysylltu pob cydran â'r pwynt daear neu'r awyren ddaear. Os na wneir hyn, ni fydd effaith niwtraleiddio awyren ddaear ddibynadwy yn cael ei defnyddio'n llawn.

Mae gan ddyluniad PCB arbennig o gymhleth sawl foltedd sefydlog. Yn ddelfrydol, mae gan bob foltedd cyfeirio ei awyren ddaear gyfatebol ei hun. Fodd bynnag, os yw'r haen ddaear yn ormod, bydd yn cynyddu cost gweithgynhyrchu'r PCB ac yn gwneud y pris yn rhy uchel. Y cyfaddawd yw defnyddio awyrennau daear mewn tair i bum safle gwahanol, a gall pob awyren ddaear gynnwys sawl rhan ddaear. Mae hyn nid yn unig yn rheoli cost gweithgynhyrchu'r bwrdd cylched, ond hefyd yn lleihau EMI ac EMC.

Os ydych chi am leihau EMC, mae system sylfaen rhwystriant isel yn bwysig iawn. Mewn PCB aml-haen, mae'n well cael awyren ddaear ddibynadwy, yn hytrach na lladron copr neu awyren ddaear gwasgaredig, oherwydd bod ganddo rwystriad isel, yn gallu darparu llwybr cyfredol, yw'r ffynhonnell signal gwrthdroi gorau.

Mae hyd yr amser y mae'r signal yn dychwelyd i'r ddaear hefyd yn bwysig iawn. Rhaid i'r amser rhwng y signal a'r ffynhonnell signal fod yn gyfartal, fel arall bydd yn cynhyrchu ffenomen tebyg i antena, gan wneud yr egni pelydrol yn rhan o EMI. Yn yr un modd, dylai'r olion sy'n trosglwyddo cerrynt i/o'r ffynhonnell signal fod mor fyr â phosibl. Os nad yw hyd y llwybr ffynhonnell a'r llwybr dychwelyd yn gyfartal, bydd bownsio daear yn digwydd, a fydd hefyd yn cynhyrchu EMI.

4. Osgoi ongl 90 °

Er mwyn lleihau EMI, osgoi gwifrau, vias a chydrannau eraill yn ffurfio ongl 90 °, oherwydd bydd onglau sgwâr yn cynhyrchu ymbelydredd. Yn y gornel hon, bydd y cynhwysedd yn cynyddu, a bydd y rhwystriant nodweddiadol hefyd yn newid, gan arwain at adlewyrchiadau ac yna EMI. Er mwyn osgoi onglau 90 °, dylid cyfeirio olion i'r corneli o leiaf ar ddwy ongl 45 °.

5. Defnyddiwch vias yn ofalus

Ym mron pob cynllun PCB, rhaid defnyddio vias i ddarparu cysylltiadau dargludol rhwng gwahanol haenau. Mae angen i beirianwyr cynllun PCB fod yn arbennig o ofalus oherwydd bydd vias yn cynhyrchu anwythiad a chynhwysedd. Mewn rhai achosion, byddant hefyd yn cynhyrchu adlewyrchiadau, oherwydd bydd y rhwystriant nodweddiadol yn newid pan wneir via yn yr olrhain.

Cofiwch hefyd y bydd vias yn cynyddu hyd yr olin a bod angen ei baru. Os yw'n olrhain gwahaniaethol, dylid osgoi vias gymaint â phosibl. Os na ellir ei osgoi, defnyddiwch vias yn y ddau olion i wneud iawn am oedi yn y signal a'r llwybr dychwelyd.

6. Cebl a chorfforol cysgodi

Bydd ceblau sy'n cario cylchedau digidol a cheryntau analog yn cynhyrchu cynhwysedd parasitig ac anwythiad, gan achosi llawer o broblemau sy'n gysylltiedig ag EMC. Os defnyddir cebl pâr troellog, bydd lefel y cyplydd yn cael ei gadw'n isel a bydd y maes magnetig a gynhyrchir yn cael ei ddileu. Ar gyfer signalau amledd uchel, rhaid defnyddio cebl cysgodol, a rhaid seilio blaen a chefn y cebl i ddileu ymyrraeth EMI.

Cysgodi corfforol yw lapio'r system gyfan neu ran ohoni gyda phecyn metel i atal EMI rhag mynd i mewn i'r cylched PCB. Mae'r math hwn o gysgodi fel cynhwysydd dargludol caeedig, sy'n lleihau maint y ddolen antena ac yn amsugno EMI.