1. تشکیل اسلات در طول فرآیند طراحی PCB شامل موارد زیر است:
شکاف ناشی از تقسیم نیرو یا هواپیماهای زمینی؛ هنگامی که منابع تغذیه یا پایه های مختلف زیادی روی PCB وجود دارد، به طور کلی نمی توان یک صفحه کامل را برای هر شبکه منبع تغذیه و شبکه زمینی اختصاص داد. روش رایج این است که تقسیم توان یا تقسیم زمین را در چند صفحه انجام دهیم. شکاف ها بین بخش های مختلف در یک صفحه تشکیل می شوند.
سوراخ‌های عبوری بیش از حد متراکم هستند که نمی‌توانند شکاف‌ها را تشکیل دهند (از طریق سوراخ‌ها شامل پدها و گذرگاه‌ها). هنگامی که سوراخ های عبوری از لایه زمین یا لایه برق بدون اتصال الکتریکی به آنها عبور می کنند، باید فضایی در اطراف سوراخ های عبوری برای ایزوله الکتریکی باقی بماند. اما هنگامی که سوراخ های عبوری زمانی که سوراخ ها خیلی نزدیک به هم هستند، حلقه های فاصله دهنده روی هم قرار می گیرند و شکاف هایی ایجاد می شود.
2. تاثیر شکاف بر عملکرد EMC نسخه PCB
شیار کردن تأثیر خاصی بر عملکرد EMC برد PCB خواهد داشت. این تاثیر ممکن است منفی یا مثبت باشد. ابتدا باید توزیع جریان سطحی سیگنال های پرسرعت و سیگنال های سرعت پایین را درک کنیم. در سرعت های پایین، جریان در مسیر کمترین مقاومت جریان دارد. شکل زیر نشان می دهد که چگونه هنگامی که یک جریان کم سرعت از A به B می گذرد، سیگنال برگشت آن از صفحه زمین به منبع باز می گردد. در این زمان، توزیع جریان سطحی گسترده تر است.
در سرعت های بالا، اثر اندوکتانس در مسیر بازگشت سیگنال از اثر مقاومت فراتر خواهد رفت. سیگنال های برگشتی با سرعت بالا در مسیری با کمترین امپدانس جریان خواهند داشت. در این زمان، توزیع جریان سطحی بسیار باریک است و سیگنال بازگشتی در زیر خط سیگنال در یک بسته متمرکز می شود.
هنگامی که مدارهای ناسازگار بر روی PCB وجود دارد، پردازش "جداسازی زمین" مورد نیاز است، یعنی صفحات زمین به طور جداگانه با توجه به ولتاژهای مختلف منبع تغذیه، سیگنال های دیجیتال و آنالوگ، سیگنال های پرسرعت و کم سرعت و جریان بالا تنظیم می شوند. و سیگنال های جریان کم از توزیع سیگنال پرسرعت و سیگنال با سرعت پایین که در بالا ذکر شد، می توان به راحتی فهمید که زمین جداگانه می تواند از برهم نهی سیگنال های برگشتی از مدارهای ناسازگار جلوگیری کند و از جفت شدن امپدانس خط زمین مشترک جلوگیری کند.
اما صرف نظر از سیگنال‌های پرسرعت یا سیگنال‌های کم‌سرعت، زمانی که خطوط سیگنال از شکاف‌های روی صفحه قدرت یا صفحه زمین عبور می‌کنند، بسیاری از مشکلات جدی رخ خواهد داد، از جمله:
افزایش مساحت حلقه فعلی، اندوکتانس حلقه را افزایش می‌دهد و شکل موج خروجی را به راحتی نوسان می‌کند.
برای خطوط سیگنال پرسرعت که نیاز به کنترل شدید امپدانس دارند و طبق مدل استریپلاین مسیریابی می شوند، مدل استریپلاین به دلیل شکاف صفحه بالا یا صفحه پایین یا سطوح بالا و پایین از بین می رود و در نتیجه امپدانس ناپیوسته و جدی است. یکپارچگی سیگنال مشکلات جنسی؛
انتشار تشعشعات را به فضا افزایش می دهد و مستعد تداخل میدان های مغناطیسی فضا است.
افت ولتاژ فرکانس بالا در اندوکتانس حلقه یک منبع تشعشع حالت مشترک را تشکیل می دهد و تابش حالت مشترک از طریق کابل های خارجی تولید می شود.
امکان تداخل سیگنال فرکانس بالا با مدارهای دیگر روی برد را افزایش دهید.
هنگامی که مدارهای ناسازگار بر روی PCB وجود دارد، پردازش "جداسازی زمین" مورد نیاز است، یعنی صفحات زمین به طور جداگانه با توجه به ولتاژهای مختلف منبع تغذیه، سیگنال های دیجیتال و آنالوگ، سیگنال های پرسرعت و کم سرعت و جریان بالا تنظیم می شوند. و سیگنال های جریان کم از توزیع سیگنال پرسرعت و سیگنال با سرعت پایین که در بالا ذکر شد، می توان به راحتی فهمید که زمین جداگانه می تواند از برهم نهی سیگنال های برگشتی از مدارهای ناسازگار جلوگیری کند و از جفت شدن امپدانس خط زمین مشترک جلوگیری کند.
اما صرف نظر از سیگنال‌های پرسرعت یا سیگنال‌های کم‌سرعت، زمانی که خطوط سیگنال از شکاف‌های روی صفحه قدرت یا صفحه زمین عبور می‌کنند، بسیاری از مشکلات جدی رخ خواهد داد، از جمله:
افزایش مساحت حلقه فعلی، اندوکتانس حلقه را افزایش می‌دهد و شکل موج خروجی را به راحتی نوسان می‌کند.
برای خطوط سیگنال پرسرعت که نیاز به کنترل شدید امپدانس دارند و طبق مدل استریپلاین مسیریابی می شوند، مدل استریپلاین به دلیل شکاف صفحه بالا یا صفحه پایین یا سطوح بالا و پایین از بین می رود و در نتیجه امپدانس ناپیوسته و جدی است. یکپارچگی سیگنال مشکلات جنسی؛
انتشار تشعشعات را به فضا افزایش می دهد و مستعد تداخل میدان های مغناطیسی فضا است.
افت ولتاژ فرکانس بالا در اندوکتانس حلقه یک منبع تشعشع حالت مشترک را تشکیل می دهد و تابش حالت مشترک از طریق کابل های خارجی تولید می شود.
امکان تداخل سیگنال فرکانس بالا با مدارهای دیگر روی برد را افزایش دهید
3. روش های طراحی PCB برای شکاف
پردازش شیارها باید از اصول زیر پیروی کند:
برای خطوط سیگنال پرسرعت که نیاز به کنترل امپدانس دقیق دارند، ردپای آنها از عبور از خطوط تقسیم شده به شدت ممنوع است تا از ایجاد ناپیوستگی امپدانس و ایجاد مشکلات جدی در یکپارچگی سیگنال جلوگیری شود.
هنگامی که مدارهای ناسازگار روی PCB وجود دارد، باید جداسازی زمین انجام شود، اما جداسازی زمین نباید باعث شود خطوط سیگنال پرسرعت از سیم کشی تقسیم شده عبور کنند و سعی کنید خطوط سیگنال با سرعت پایین از سیم کشی تقسیم شده عبور نکنند.
هنگامی که مسیریابی در میان شکاف ها اجتناب ناپذیر است، پل زدن باید انجام شود.
کانکتور (خارجی) نباید روی لایه زمین قرار گیرد. اگر اختلاف پتانسیل زیادی بین نقطه A و نقطه B در لایه زمین در شکل وجود داشته باشد، ممکن است تشعشع حالت مشترک از طریق کابل خارجی ایجاد شود.
هنگام طراحی PCB برای کانکتورهای با چگالی بالا، مگر اینکه الزامات خاصی وجود داشته باشد، به طور کلی باید اطمینان حاصل کنید که شبکه زمین هر پایه را احاطه کرده است. همچنین می توانید هنگام چیدمان پین ها شبکه زمین را به طور یکنواخت ترتیب دهید تا از تداوم صفحه زمین اطمینان حاصل کنید و از تولید شکاف جلوگیری کنید.