Mewn dyluniad PCB, mae cydnawsedd electromagnetig (EMC) ac ymyrraeth electromagnetig cysylltiedig (EMI) bob amser wedi bod yn ddwy broblem fawr sydd wedi achosi i beirianwyr gur pen, yn enwedig yn nyluniad bwrdd cylched heddiw a phecynnu cydrannau yn crebachu, ac mae OEMs yn gofyn am sefyllfa systemau cyflymder uwch.

1. Crosstalk a Gwifrau yw'r pwyntiau allweddol

Mae'r gwifrau yn arbennig o bwysig i sicrhau llif arferol cerrynt. Os daw'r cerrynt o oscillator neu ddyfais debyg arall, mae'n arbennig o bwysig cadw'r cerrynt ar wahân i'r awyren ddaear, neu i beidio â gadael i'r cerrynt redeg yn gyfochrog ag olrhain arall. Bydd dau signal cyflym 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 yr olrhain llwybr dychwelyd fod yr un fath â hyd yr olrhain anfon.

I Emi, gelwir un yn “weirio wedi torri” ac mae’r llall yn “weirio erlid”. Bydd cyplysu anwythiad a chynhwysedd yn effeithio ar yr olrhain “dioddefwr” oherwydd presenoldeb meysydd electromagnetig, a thrwy hynny gynhyrchu ceryntau ymlaen a gwrthdroi ar yr “olrhain dioddefwr”. Yn yr achos hwn, bydd crychdonnau'n cael eu cynhyrchu mewn amgylchedd sefydlog lle mae hyd trosglwyddo a hyd derbyn y signal bron yn gyfartal.

Mewn amgylchedd gwifrau cytbwys a sefydlog, dylai'r ceryntau ysgogedig ganslo ei gilydd allan i ddileu crosstalk. Fodd bynnag, rydym mewn byd amherffaith, ac ni fydd pethau o'r fath yn digwydd. Felly, ein nod yw cadw crosstalk yr holl olion i'r lleiafswm. 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 chydnawsedd electromagnetig ac materion ymyrraeth.

2. Cynhwysydd datgysylltu

Gall datgysylltu cynwysyddion leihau effeithiau andwyol crosstalk. Dylent gael eu lleoli rhwng y pin cyflenwad pŵer a phin daear y ddyfais i sicrhau rhwystriant AC isel a lleihau sŵn a chrosstalk. Er mwyn sicrhau 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 bin pŵer neu olrhain pŵer y ddyfais, a chysylltwch bad y cynhwysydd yn uniongyrchol â'r awyren VIA neu'r ddaear. Os yw'r olrhain yn hir, defnyddiwch vias lluosog i leihau'r rhwystriant daear.

3. Ground y PCB

Ffordd bwysig o leihau EMI yw dylunio awyren ddaear PCB. Y cam cyntaf yw gwneud yr ardal sylfaen mor fawr â phosibl o fewn cyfanswm arwynebedd 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 weithgynhyrchu'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 o'r ddaear. Mae hyn nid yn unig yn rheoli cost weithgynhyrchu'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 nag awyren ddaear lladron neu wasgaredig, oherwydd bod ganddo rwystr isel, gall ddarparu llwybr cyfredol, yw'r ffynhonnell signal gwrthdroi orau.

Mae hyd yr amser y mae'r signal yn dychwelyd i'r llawr 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 pelydredig yn rhan o EMI. Yn yr un modd, dylai'r olion sy'n trosglwyddo cerrynt i/o'r ffynhonnell signal fod mor fyr â phosib. 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 sy'n 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 fyfyrdodau 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 myfyrdodau, oherwydd bydd y rhwystriant nodweddiadol yn newid pan fydd A VIA yn cael ei wneud yn yr olrhain.

Cofiwch hefyd y bydd VIAS yn cynyddu hyd yr olrhain ac mae angen ei gyfateb. Os yw'n olrhain gwahaniaethol, dylid osgoi vias cymaint â phosibl. Os na ellir ei osgoi, defnyddiwch Vias yn y ddau olion i wneud iawn am oedi yn y llwybr signal a dychwelyd.

6. Cebl a chysgodi corfforol

Bydd ceblau sy'n cario cylchedau digidol a cheryntau analog yn cynhyrchu cynhwysedd ac anwythiad parasitig, gan achosi llawer o broblemau sy'n gysylltiedig ag EMC. Os defnyddir cebl pâr troellog, bydd y lefel gyplu yn cael ei chadw'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 o'r system gyda phecyn metel i atal EMI rhag mynd i mewn i gylched y PCB. Mae'r math hwn o gysgodi fel cynhwysydd dargludol caeedig ar gaeedig, sy'n lleihau maint dolen yr antena ac yn amsugno EMI.