U dizajnu PCB-a, elektromagnetska kompatibilnost (EMC) i srodne elektromagnetske smetnje (EMI) uvijek su bila dva glavna problema koji su uzrokovali glavobolju inženjera, posebno u današnjem dizajnu pločice i pakiranju komponenti, a OEM-ovi zahtijevaju situaciju sustava veće brzine.

1. Krsa i ožičenje su ključne točke

Ožičenje je posebno važno kako bi se osigurao normalan protok struje. Ako struja dolazi iz oscilatora ili drugog sličnog uređaja, posebno je važno da struja bude odvojena od ravnine tla ili ne dopustiti da struja radi paralelno s drugim tragom. Dva paralelna signala velike brzine generirat će EMC i EMI, posebno prekrivanje. Put otpora mora biti najkraći, a put povratne struje mora biti što kraći. Duljina traga povratnog puta trebala bi biti jednaka duljini traga slanja.

Za EMI se jedan naziva "prekršeno ožičenje", a drugi "žrtva ožičenja". Spajanje induktivnosti i kapacitivnosti utjecati će na trag "žrtve" zbog prisutnosti elektromagnetskih polja, stvarajući tako naprijed i obrnutim strujama na "tragu žrtve". U ovom će se slučaju pukotine generirati u stabilnom okruženju gdje su duljina prijenosa i dužina prijema signala gotovo jednaka.

U dobro uravnoteženom i stabilnom okruženju ožičenja, inducirane struje trebale bi se međusobno otkazati kako bi se uklonile prekrivanje. Međutim, mi smo u nesavršenom svijetu i takve se stvari neće dogoditi. Stoga je naš cilj da presjek svih tragova svemo na minimum. Ako je širina između paralelnih linija dvostruko veća od širine linija, učinak Crosstalka može se smanjiti. Na primjer, ako je širina traga 5 milja, minimalna udaljenost između dva paralelna trajanja trajanja trebala bi biti 10 milja ili više.

Kako se i dalje pojavljuju novi materijali i nove komponente, dizajneri PCB -a moraju se nastaviti baviti elektromagnetskom kompatibilnošću i problemima smetnji.

2. Kondenzator razdvajanja

Kondenzatori razdvajanja mogu smanjiti štetne učinke prekrivanja. Oni bi trebali biti smješteni između igle za napajanje i uzemljenja uređaja kako bi se osigurala niska izmjenična impedancija i smanjila buku i prekrivanje. Da bi se postigla niska impedancija u širokom rasponu frekvencije, treba koristiti više kondenzatora razdvajanja.

Važan princip za postavljanje kondenzatora za odvajanje je da kondenzator s najmanje vrijednosti kapacitivnosti treba biti što bliže uređaju kako bi se smanjio učinak induktivnosti na trag. Ovaj je konkretni kondenzator što je moguće bliže i pin ili napajanju uređaja i spojite jastučić kondenzatora izravno s vilorskom ili prizemnom ravninom. Ako je trag dug, upotrijebite više via kako biste minimizirali impedanciju tla.

3.

Važan način smanjenja EMI -ja je dizajniranje ravnine PCB tla. Prvi korak je učiniti da se područje uzemljenja što je moguće veće unutar ukupne površine PCB kruga, što može smanjiti emisiju, prekrivanje i buku. Posebna pažnja mora se paziti pri spajanju svake komponente na točku tla ili ravnine zemlje. Ako to nije učinjeno, neutralizirajući učinak pouzdane ravnine tla neće se u potpunosti iskoristiti.

Posebno složen PCB dizajn ima nekoliko stabilnih napona. U idealnom slučaju, svaki referentni napon ima svoju odgovarajuću ravninu tla. Međutim, ako je sloj tla previše, povećat će troškove proizvodnje PCB -a i učiniti cijenu previsoku. Kompromis je korištenje zemaljskih ravnina u tri do pet različitih položaja, a svaka ravnina tla može sadržavati više dijelova tla. To ne samo da kontrolira troškove proizvodnje pločice, već smanjuje EMI i EMC.

Ako želite minimizirati EMC, sustav uzemljenja s niskom impedancijom vrlo je važan. U višeslojnom PCB-u, najbolje je imati pouzdanu ravninu prizemlja, a ne bakreno lopov ili raštrkanu ravninu prizemlja, jer ima nisku impedanciju, može pružiti trenutni put, najbolji je izvor obrnutog signala.

Duljina vremena koje se signal vraća na zemlju također je vrlo važna. Vrijeme između signala i izvora signala mora biti jednako, u protivnom će proizvesti fenomen sličan anteni, što zračenu energiju čini dio EMI. Slično tome, tragovi koji prenose struju na/iz izvora signala trebaju biti što kraći. Ako duljina izvornog puta i povratni put nisu jednaki, pojavit će se odskok zemlje, što će također stvoriti EMI.

4. Izbjegavajte kut od 90 °

Da biste smanjili EMI, izbjegavajte ožičenje, Vias i druge komponente koje tvore kut od 90 °, jer će pravi kut stvoriti zračenje. U ovom će se uglu kapacitet povećati, a karakteristična impedancija će se također promijeniti, što će dovesti do razmišljanja, a zatim EMI. Da bi se izbjegli kutovi od 90 °, tragove treba usmjeriti do uglova najmanje pod dva kuta od 45 °.

5. Koristite Vias s oprezom

U gotovo svim izgledima PCB -a, Vias se mora koristiti za pružanje vodljivih veza između različitih slojeva. Inženjeri PCB izgleda moraju biti posebno oprezni jer će Vias generirati induktivnost i kapacitet. U nekim će slučajevima također proizvesti razmišljanja, jer će se karakteristična impedancija promijeniti kada se napravi u tragu.

Također zapamtite da će Vias povećati duljinu traga i da ih treba uskladiti. Ako se radi o diferencijalnom tragu, Vias treba izbjegavati što je više moguće. Ako ga se ne može izbjeći, upotrijebite Vias u oba traga kako biste nadoknadili kašnjenja u signalu i povratnom putu.

6. Kabel i fizički oklop

Kabeli koji nose digitalne krugove i analogne struje stvorit će parazitsku kapacitet i induktivnost, uzrokujući mnoge probleme povezane s EMC-om. Ako se koristi kabel upletenog para, razina spajanja će se držati niskom, a generirano magnetsko polje bit će eliminirano. Za visokofrekventne signale mora se koristiti zaštitni kabel, a prednji i stražnji kabel moraju biti uzemljeni kako bi se uklonili EMI smetnja.

Fizičko zaštitu je zamotati cijeli ili dio sustava metalnim paketom kako bi se EMI spriječilo ulazak u PCB krug. Ova vrsta zaštite je poput zatvorene uzemljene vodljive posude, što smanjuje veličinu antene i apsorbira EMI.