A NYÁK kialakításában az elektromágneses kompatibilitás (EMC) és a kapcsolódó elektromágneses interferencia (EMI) mindig két fő probléma volt, amelyek a mérnökök fejfájást okoztak, különösen a mai áramköri táblák kialakításában és az alkatrészek csomagolásában, és az OEM-ek nagyobb sebességű rendszer helyzetét igénylik.

1. Az áthallás és a vezetékek a legfontosabb pontok

A huzalozás különösen fontos az áram normál áramlásának biztosítása érdekében. Ha az áram oszcillátorból vagy más hasonló eszközből származik, akkor különösen fontos, hogy az áramot elkülönítsük az alapsíktól, vagy hogy ne hagyja, hogy az áram egy másik nyomtal párhuzamosan futjon. Két párhuzamos nagysebességű jel az EMC-t és az EMI-t generál, különösen a Crosstalk-t. Az ellenállási útvonalnak a legrövidebbnek kell lennie, és a visszatérési áramnak a lehető legrövidebbnek kell lennie. A visszatérő útkövek hosszának meg kell egyeznie a küldés nyomának hosszával.

Az EMI esetében az egyiket „megsértett huzalozásnak” hívják, a másik pedig „áldozattá vált huzalozás”. Az induktivitás és a kapacitás összekapcsolása befolyásolja az „áldozat” nyomát az elektromágneses mezők jelenléte miatt, ezáltal előre és fordított áramokat generálva az „áldozat nyomán”. Ebben az esetben a hullámokat stabil környezetben generálják, ahol a jel átviteli hossza és fogadási hossza majdnem megegyezik.

Egy jól kiegyensúlyozott és stabil huzalozási környezetben az indukált áramoknak meg kell törölniük egymást, hogy kiküszöböljék az áthallást. Ugyanakkor tökéletlen világban vagyunk, és ilyen dolgok nem fognak megtörténni. Ezért célunk az, hogy az összes nyomvonal áthallását minimálisra csökkentsük. Ha a párhuzamos vonalak közötti szélesség a vonalak szélessége kétszerese, akkor az áthallás hatása minimalizálható. Például, ha a nyomvonal szélessége 5 mil, akkor a két párhuzamos futó nyoma közötti minimális távolságnak legalább 10 milliomosnak kell lennie.

Ahogy az új anyagok és az új alkatrészek továbbra is megjelennek, a PCB -tervezőknek továbbra is kezelniük kell az elektromágneses kompatibilitási és interferencia problémákat.

2.

A kondenzátorok leválasztása csökkentheti az áthallás káros hatásait. Ezeket a tápegység és az eszköz talajcsapja között kell elhelyezni az alacsony váltakozó áramú impedancia biztosítása és a zaj és az áthallás csökkentése érdekében. Az alacsony impedancia elérése érdekében széles frekvenciatartományban több leválasztó kondenzátort kell használni.

A kondenzátorok elválasztásának fontos alapelve az, hogy a legkisebb kapacitási értékkel rendelkező kondenzátornak a lehető legközelebb kell lennie az eszközhöz, hogy csökkentse a nyomkövetési induktív hatást. Ez a konkrét kondenzátor a lehető legközelebb van az eszköz tápegységéhez vagy teljesítménykövetéséhez, és csatlakoztassa a kondenzátor betétjét közvetlenül a VIA vagy az alapsíkhoz. Ha a nyomkövetés hosszú, használjon több VIA -t a talajimpedancia minimalizálásához.

3.

Az EMI csökkentésének egyik fontos módja a PCB alaplapjának megtervezése. Az első lépés az, hogy a földelési területet a lehető legszélesebbé tegye a PCB áramköri lap teljes területén, ami csökkentheti a kibocsátást, az áthallást és a zajt. Különös figyelmet kell fordítani, amikor az egyes alkatrészeket a földi ponthoz vagy az alapsíkhoz csatlakoztatják. Ha ezt nem hajtják végre, akkor a megbízható alapsík semlegesítő hatását nem használják teljes mértékben.

A különösen összetett PCB -kialakításnak számos stabil feszültsége van. Ideális esetben minden referencia feszültségnek megvan a maga megfelelő alapsíkja. Ha azonban a talajréteg túl sok, akkor növeli a PCB gyártási költségeit, és túl magasra teszi az árat. A kompromisszum az, hogy a földi síkokat három -öt különböző helyzetben használják, és minden alapvető sík több földi alkatrészt tartalmazhat. Ez nem csak az áramköri lap gyártási költségeit szabályozza, hanem csökkenti az EMI -t és az EMC -t is.

Ha minimalizálni szeretné az EMC -t, akkor az alacsony impedancia földelő rendszer nagyon fontos. A többrétegű NYÁK-ban a legjobb, ha megbízható alapsík van, nem pedig egy réz tolvaj vagy szétszórt alapsík, mivel alacsony impedanciájú, az aktuális útvonalat biztosíthatja, a legjobb fordított jelforrás.

Nagyon fontos, hogy a jel a földhöz visszatér. A jel és a jelforrás közötti időnek egyenlőnek kell lennie, különben antenna-szerű jelenséget eredményez, ami a sugárzott energiát az EMI részévé teszi. Hasonlóképpen, azoknak a nyomoknak, amelyek az áramot a jelforráshoz/onnan továbbítják, a lehető legrövidebbnek kell lenniük. Ha a forrásút hossza és a visszatérési út nem egyenlő, akkor földi visszapattanás fog fordulni, ami szintén EMI -t generál.

4. Kerülje a 90 ° -os szöget

Az EMI csökkentése érdekében kerülje el a vezetékeket, a VIA -kat és a 90 ° -os szöget képező egyéb alkatrészeket, mivel a derékszögek sugárzást generálnak. Ezen a sarkon a kapacitás növekszik, és a jellegzetes impedancia is megváltozik, ami reflexiókhoz, majd EMI -hez vezet. A 90 ° -os szögek elkerülése érdekében a nyomokat legalább két 45 ° -os szögben a sarkokba kell vezetni.

5. Használjon VIAS -t óvatosan

Szinte minden PCB -elrendezésben a VIAS -t kell használni a különböző rétegek közötti vezetőképes kapcsolatok biztosításához. A PCB -elrendezés mérnökeinek különösen óvatosnak kell lenniük, mivel a VIAS induktivitást és kapacitást generál. Bizonyos esetekben tükröződéseket is előállítanak, mivel a jellegzetes impedancia megváltozik, amikor a VIA -t a nyomban készítik.

Ne feledje azt is, hogy a VIAS növeli a nyomvonal hosszát, és össze kell illeszkedni. Ha ez differenciál nyoma, akkor a VIAS -t a lehető legnagyobb mértékben el kell kerülni. Ha ezt nem lehet elkerülni, akkor mindkét nyomon használja a VIAS -t a jel és a visszatérési út késleltetésének kompenzálására.

6. Kábel és fizikai árnyékolás

A digitális áramköröket és analóg áramokat hordozó kábelek parazita kapacitást és induktivitást generálnak, sok EMC-vel kapcsolatos problémát okozva. Ha csavart-pár kábelt használnak, a kapcsolási szintet alacsonyan tartják, és a generált mágneses mezőt kiküszöbölik. A magas frekvenciájú jelekhez árnyékolt kábelt kell használni, és a kábel elülső és hátulját meg kell őrizni az EMI interferencia kiküszöbölése érdekében.

A fizikai árnyékolás az, hogy a rendszer egészét vagy egy részét fémcsomaggal csomagolják, hogy megakadályozzák az EMI belépését a PCB áramkörbe. Ez a fajta árnyékolás olyan, mint egy zárt földelt vezetőképes tartály, amely csökkenti az antenna hurok méretét és elnyeli az EMI -t.