PCB projekteerimisel on elektromagnetiline ühilduvus (EMC) ja sellega seotud elektromagnetilised häired (EMI) olnud alati kaks peamist probleemi, mis on inseneride peavalu põhjustanud, eriti tänapäeva ringkonnaplaadi kujundamisel ja komponentide pakendil kahanevad ning originaalseadmete tootjad vajavad kõrgema kiirusega süsteemide olukorda.

1. Crosstalk ja juhtmestik on võtmepunktid

Juhtmestik on eriti oluline, et tagada voolu normaalne voog. Kui vool pärineb ostsillaarist või muust sarnasest seadmest, on eriti oluline hoida vool maapinnast eraldi või mitte lasta voolul töötada paralleelselt teise jäljega. Kaks paralleelset kiiret signaali genereerivad EMC ja EMI, eriti Crosstalk. Vastupidavuse tee peab olema lühim ja tagasivoolutee peab olema võimalikult lühike. Tagasipikkuse jälje pikkus peaks olema sama, mis saatmise jälje pikkus.

EMI jaoks nimetatakse ühte riputatud juhtmestikku ja teine ​​on ohvriks langenud juhtmestik. Induktiivsuse ja mahtuvuse sidumine mõjutab ohvrite jälgede jälge elektromagnetiliste väljade olemasolu tõttu, tekitades seeläbi ohvrite jäljele ettepoole ja tagurpidi voolu. Sel juhul genereeritakse pühkimised stabiilses keskkonnas, kus ülekandepikkus ja vastuvõtu pikkus on peaaegu võrdsed.

Haldanud ja stabiilses juhtmestiku keskkonnas peaksid indutseeritud voolud üksteise tühistama, et kõrvaldada risttark. Kuid me oleme ebatäiuslikus maailmas ja selliseid asju ei juhtu. Seetõttu on meie eesmärk hoida kõigi jälgede risti minimaalne. Kui paralleelsete joonte laius on kaks korda suurem kui joonte laius, saab Crosstalki mõju minimeerida. Näiteks kui jälje laius on 5 miljonit, peaks kahe paralleelse jooksujälje minimaalne kaugus olema 10 miljonit või rohkem.

Uute materjalide ja uute komponentide ilmumisel peavad PCB -disainerid jätkuvalt tegelema elektromagnetilise ühilduvuse ja häiretega.

2. lahtiühendamine kondensaator

Kondensaatorid lahutavad võivad vähendada ristide kahjulikke mõjusid. Need peaksid asuma seadme toiteallika ja maapealse tihvti vahel, et tagada vahelduvvoolu madala impedants ning vähendada müra ja risti. Laias sagedusvahemikus madala impedantsi saavutamiseks tuleks kasutada mitu lahtiütlemise kondensaatorit.

Lahustamise kondensaatorite paigutamise oluline põhimõte on see, et väikseima mahtuvuse väärtusega kondensaator peaks seadmele olema võimalikult lähedal, et vähendada jälje induktiivsuse mõju. See konkreetne kondensaator on seadme toitenõela või toitejäljele võimalikult lähedal ja ühendab kondensaatori padja otse via- või maapinnaga. Kui jälg on pikk, kasutage maapinna impedantsi minimeerimiseks mitut VIA -d.

3. maapind PCB

Oluline viis EMI vähendamiseks on PCB maapealse tasapinna kavandamine. Esimene samm on muuta maanduspiirkond võimalikult suureks PCB vooluahela kogupindalas, mis võib vähendada emissiooni, risti ja müra. Iga komponendi ühendamisel maapinna või maapinnaga tuleb olla ettevaatlik. Kui seda ei tehta, ei kasutata usaldusväärse maapinna neutraliseerivat mõju täielikult.

Eriti keerulisel PCB -kujundusel on mitu stabiilset pinget. Ideaalis on igal võrdluspingel oma vastav maapind. Kui aga maapealset kihti on liiga palju, suurendab see PCB tootmiskulusid ja muudab hinna liiga kõrgeks. Kompromiss on maapealsete tasapindade kasutamine kolmes kuni viies erinevas asendis ja iga maapinna tasapind võib sisaldada mitut maapealset osa. See mitte ainult ei kontrolli vooluahela tootmiskulusid, vaid vähendab ka EMI ja EMC -d.

Kui soovite minimeerida EMC -d, on väga oluline madal impedantsi maandussüsteem. Mitmekihilises PCB-s on kõige parem omada usaldusväärne maapinna tasapind, mitte vaskvarke või hajutatud maapinna tasapinnal, kuna sellel on madal impedants, võib anda praeguse tee, see on parim pöördsignaali allikas.

Samuti on väga oluline aeg maapinnale tagasi. Aeg signaali ja signaaliallika vahel peab olema võrdne, vastasel juhul tekitab see antennilaadse nähtuse, muutes kiiritatud energia EMI osaks. Sarnaselt peaksid voolu edastatavad jäljed signaaliallikale olema võimalikult lühikesed. Kui lähtetee pikkus ja tagasitee pole võrdsed, ilmneb maapinna põrgus, mis tekitab ka EMI.

4. Vältige 90 ° nurka

EMI vähendamiseks vältige juhtmestikku, VIA -sid ja muid komponente, mis moodustavad 90 ° nurga, kuna täisnurgad tekitavad kiirgust. Selles nurgas suureneb mahtuvus ning ka iseloomulik takistus muutub, põhjustades peegeldusi ja seejärel EMI. 90 ° nurga vältimiseks tuleks jäljed suunata nurkadesse vähemalt kahe 45 ° nurga all.

5. Kasutage VIA -d ettevaatlikult

Peaaegu kõigis PCB paigutustes tuleb VIA -sid kasutada juhtivate ühenduste loomiseks erinevate kihtide vahel. PCB paigutuse insenerid peavad olema eriti ettevaatlikud, kuna Vias tekitab induktiivsust ja mahtuvust. Mõnel juhul tekitavad nad ka peegeldusi, kuna iseloomulik takistus muutub, kui A Via tehakse jälituses.

Pidage meeles ka, et Vias suurendab jälje pikkust ja tuleb sobitada. Kui see on erinev jälg, tuleks VIA -sid võimalikult palju vältida. Kui seda ei saa vältida, kasutage signaali- ja tagasivoolu viivituste kompenseerimiseks mõlemas jälgis VIA -sid.

6. Kaabel ja füüsiline varjestus

Digitaalvoolu ja analoogvoolu kandvad kaablid tekitavad parasiitlikku mahtuvust ja induktiivsust, põhjustades palju EMC-ga seotud probleeme. Kui kasutatakse keerd-pair kaablit, hoitakse sidumistase madalal ja genereeritud magnetväli elimineeritakse. Kõrgsageduslike signaalide jaoks tuleb kasutada varjestatud kaablit ning EMI häirete kõrvaldamiseks tuleb kaabli esi- ja tagaosa maandada.

Füüsiline varjestus on kogu või osa süsteemist metallpaketiga mähkimine, et EMI siseneks PCB -ahelasse. Selline varjestus on nagu suletud maandatud juhtiv anum, mis vähendab antenni silmuse suurust ja neelab EMI.