Yn PCB design, elektromagnetyske kompatibiliteit (EMC) en besibbe elektromagnetyske ynterferinsje (EMI) hawwe altyd west twa grutte problemen dy't hawwe feroarsake yngenieurs oan pineholle, benammen yn hjoeddeiske circuit board design en komponint ferpakking krimp, en OEMs fereaskje hegere snelheid systemen Situaasje.
1. Crosstalk en wiring binne de kaai punten
De bedrading is benammen wichtich om de normale stream fan stroom te garandearjen. As de stroom komt fan in oscillator of in oar ferlykber apparaat, is it foaral wichtich om de stroom apart te hâlden fan 'e grûnflak, of de stroom net parallel te litten mei in oar spoar. Twa parallelle hege-snelheid sinjalen sille generearje EMC en EMI, benammen crosstalk. It fersetpaad moat it koartst wêze, en it weromstreampaad moat sa koart mooglik wêze. De lingte fan 'e weromreispaadspoar moat itselde wêze as de lingte fan' e ferstjoerspoar.
Foar EMI wurdt de iene "ynbreuklike bedrading" neamd en de oare is "slachtoffere bedrading". De keppeling fan inductance en capacitance sil beynfloedzje de "slachtoffer" spoar fanwege de oanwêzigens fan elektromagnetyske fjilden, dêrmei generearje foarút en reverse streamingen op de "slachtoffer spoar". Yn dit gefal sille rimpelingen wurde generearre yn in stabile omjouwing wêr't de oerdrachtlange en ûntfangstlingte fan it sinjaal hast gelyk binne.
Yn in goed lykwichtige en stabile bedradingsomjouwing moatte de opwekke streamingen inoar ôfbrekke om crosstalk te eliminearjen. Wy binne lykwols yn in ûnfolsleine wrâld, en sokke dingen sille net barre. Dêrom is ús doel om de crosstalk fan alle spoaren ta in minimum te hâlden. As de breedte tusken parallelle rigels twa kear de breedte fan 'e linen is, kin it effekt fan crosstalk minimaal wurde. Bygelyks, as de spoarbreedte 5 mil is, moat de minimale ôfstân tusken twa parallelle rinnende spoaren 10 mil of mear wêze.
As nije materialen en nije komponinten trochgean te ferskinen, moatte PCB-ûntwerpers trochgean mei omgean mei elektromagnetyske kompatibiliteit en ynterferinsjeproblemen.
2. Decoupling capacitor
Decoupling capacitors kinne ferminderjen de neidielige effekten fan crosstalk. Se moatte lizze tusken de stroomfoarsjenningspin en de grûnpin fan it apparaat om lege AC-impedânsje te garandearjen en lûd en crosstalk te ferminderjen. Om lege impedânsje te berikken oer in breed frekwinsjeberik, moatte meardere ûntkoppelkondensatoren brûkt wurde.
In wichtich prinsipe foar it pleatsen fan decoupling capacitors is dat de capacitor mei de lytste capacitance wearde moat wêze sa ticht mooglik by it apparaat te ferminderjen de inductance effekt op it spoar. Dit bysûndere capacitor is sa ticht mooglik by de macht pin of macht spoar fan it apparaat, en ferbine it pad fan de capacitor direkt oan de fia of grûn fleanmasine. As it spoar lang is, brûk dan meardere fias om de grûnimpedânsje te minimalisearjen.
3. Ground de PCB
In wichtige manier om EMI te ferminderjen is it ûntwerp fan it PCB-grûnflak. De earste stap is om it grûngebiet sa grut mooglik te meitsjen binnen it totale gebiet fan it PCB-circuitboard, wat emisje, oerspraak en lûd kin ferminderje. Spesjale soarch moat nommen wurde by it ferbinen fan elke komponint oan it grûnpunt of grûnflak. As dit net dien wurdt, sil it neutralisearjende effekt fan in betrouber grûnfleanmasine net folslein benut wurde.
In benammen komplekse PCB-ûntwerp hat ferskate stabile spanningen. Ideaal, elke referinsjespanning hat syn eigen oerienkommende grûnflak. As de grûnlaach lykwols te folle is, sil it de produksjekosten fan 'e PCB ferheegje en de priis te heech meitsje. It kompromis is te brûken grûn fleantugen yn trije oant fiif ferskillende posysjes, en elk grûn fleanmasine kin befetsje meardere grûn dielen. Dit kontrolearret net allinich de produksjekosten fan it circuit board, mar ferminderet ek EMI en EMC.
As jo EMC minimalisearje wolle, is in grûnsysteem mei lege impedânsje heul wichtich. Yn in multi-layer PCB is it bêste om in betrouber grûnfleanmasine te hawwen, ynstee fan in koperdiefstal as ferspraat grûnfleantúch, om't it in lege impedânsje hat, in aktuele paad kin leverje, is de bêste reverse sinjaalboarne.
De lingte fan tiid dat it sinjaal weromkomt nei de grûn is ek heul wichtich. De tiid tusken it sinjaal en de sinjaalboarne moat lykweardich wêze, oars sil it in antenne-lykas ferskynsel produsearje, wêrtroch de útstriele enerzjy in diel fan EMI makket. Likegoed moatte de spoaren dy't stroom nei/fan 'e sinjaalboarne stjoere sa koart mooglik wêze. As de lingte fan 'e boarne paad en it werom paad binne net gelyk, sil grûn bounce plakfine, dat sil ek generearje EMI.
4. Avoid 90 ° hoeke
Om EMI te ferminderjen, foarkomme dat bedrading, fias en oare komponinten in hoeke fan 90 ° foarmje, om't rjochte hoeken strieling sille generearje. Op dizze hoeke sil de kapasitânsje ferheegje, en de karakteristike impedânsje sil ek feroarje, wat liedt ta refleksjes en dan EMI. Om hoeken fan 90 ° te foarkommen, moatte spoaren op syn minst twa hoeken fan 45 ° nei de hoeken brocht wurde.
5. Brûk fias mei foarsichtigens
Yn hast alle PCB-layouts moatte fias brûkt wurde om conductive ferbiningen tusken ferskate lagen te leverjen. PCB-yngenieurs moatte foaral foarsichtich wêze, om't fias induktânsje en kapasitânsje sille generearje. Yn guon gefallen, se sille ek produsearje wjerspegelingen, omdat de karakteristike impedance sil feroarje as in fia wurdt makke yn it spoar.
Unthâld ek dat fias sil tanimme de lingte fan it spoar en moatte wurde matched. As it in differinsjaal spoar is, moatte fias safolle mooglik foarkommen wurde. As it net kin wurde mijd, brûk fias yn beide spoaren te kompensearjen foar fertraging yn it sinjaal en werom paad.
6. Kabel en fysike shielding
Kabels dy't digitale circuits en analoge streamingen drage, sille parasitêre kapasitânsje en induktânsje generearje, wat in protte EMC-relatearre problemen feroarsaakje. As in twisted-pair-kabel wurdt brûkt, sil it koppelingsnivo leech wurde hâlden en it genereare magnetyske fjild wurdt elimineare. Foar sinjalen mei hege frekwinsje moat in beskerme kabel brûkt wurde, en de foar- en efterkant fan 'e kabel moatte wurde grûn om EMI-ynterferinsje te eliminearjen.
Fysike shielding is te wrap it hiele of in part fan it systeem mei in metalen pakket om foar te kommen EMI yn it PCB circuit. Dit soarte fan shielding is as in sletten grûn conductive container, dy't ferleget de antenne lus grutte en absorbearret EMI.