Í PCB hönnun, rafsegulsviðssamhæfi (EMC) og tengd rafsegultruflanir (EMI) hafa alltaf verið tvö helstu vandamál sem hafa valdið verkfræðingum höfuðverk, sérstaklega í hönnun hringrásarborðs í dag og íhlutapökkun minnkar og OEMs krefjast meiri hraða kerfis.

1. Krosstal og raflögn eru lykilatriði

Raflögnin eru sérstaklega mikilvæg til að tryggja eðlilegt straumflæði. Ef straumurinn kemur frá oscillator eða öðru sambærilegu tæki er sérstaklega mikilvægt að halda straumnum aðskildum frá jarðplaninu, eða láta strauminn ekki ganga samsíða öðru spori. Tvö samhliða háhraðamerki munu búa til EMC og EMI, sérstaklega yfirtalningu. Viðnámsleiðin verður að vera sú stysta og afturstraumsleiðin verður að vera eins stutt og hægt er. Lengd afturslóðarferilsins ætti að vera sú sama og lengd sendingarsporsins.

Fyrir EMI er einn kallaður „rofnar raflögn“ og hin „fórnarlömb raflögn“. Tenging inductance og rýmd mun hafa áhrif á „fórnarlambssporið“ vegna nærveru rafsegulsviða og myndar þar með fram- og bakstrauma á „fórnarlambssporið“. Í þessu tilviki myndast gára í stöðugu umhverfi þar sem sendingarlengd og móttökulengd merkisins eru næstum jöfn.

Í vel jafnvægi og stöðugu raflagnaumhverfi ættu framkallaðir straumar að hætta hver öðrum til að koma í veg fyrir þverræðu. Hins vegar erum við í ófullkomnum heimi og slíkt mun ekki gerast. Þess vegna er markmið okkar að halda krosstali allra ummerkja í lágmarki. Ef breiddin á milli samsíða lína er tvöföld breidd línanna er hægt að lágmarka áhrif þverræðna. Til dæmis, ef ummerkisbreiddin er 5 mils, ætti lágmarksfjarlægð milli tveggja samhliða hlaupaspora að vera 10 mils eða meira.

Þar sem ný efni og nýir íhlutir halda áfram að birtast verða PCB hönnuðir að halda áfram að takast á við rafsegulsviðssamhæfi og truflanir.

2. Aftengingarþétti

Aftenging þétta getur dregið úr skaðlegum áhrifum þvertalingar. Þeir ættu að vera staðsettir á milli aflgjafapinna og jarðpinna tækisins til að tryggja lága AC viðnám og draga úr hávaða og þverræðu. Til að ná lágri viðnám á breitt tíðnisvið ætti að nota marga aftengingarþétta.

Mikilvæg meginregla til að setja aftengingarþétta er að þéttir með minnsta rýmd gildi ætti að vera eins nálægt tækinu og hægt er til að draga úr inductance áhrif á ummerki. Þessi tiltekna þétti er eins nálægt rafmagnspinni eða aflspori tækisins og mögulegt er og tengir púða þéttans beint við gegnum eða jarðplanið. Ef rekjan er löng, notaðu margar gegnumrásir til að lágmarka viðnám jarðar.

3. Jarðaðu PCB

Mikilvæg leið til að draga úr EMI er að hanna PCB jarðplanið. Fyrsta skrefið er að gera jarðtengingarsvæðið eins stórt og mögulegt er innan heildarsvæðis PCB hringrásarinnar, sem getur dregið úr losun, þverræðu og hávaða. Gæta þarf sérstakrar varúðar þegar hver íhlutur er tengdur við jarðpunkt eða jarðplan. Ef það er ekki gert munu hlutleysandi áhrif áreiðanlegrar jarðplans ekki nýtast að fullu.

Sérstaklega flókin PCB hönnun hefur nokkrar stöðugar spennur. Helst hefur hver viðmiðunarspenna sitt eigið samsvarandi jarðplan. Hins vegar, ef jarðlagið er of mikið, mun það auka framleiðslukostnað PCB og gera verðið of hátt. Málamiðlunin er að nota jarðplan í þremur til fimm mismunandi stöðum og hvert jarðplan getur innihaldið marga jarðhluta. Þetta stjórnar ekki aðeins framleiðslukostnaði hringrásarinnar heldur dregur það einnig úr EMI og EMC.

Ef þú vilt lágmarka EMC er lágviðnám jarðtengingarkerfi mjög mikilvægt. Í fjöllaga PCB er best að hafa áreiðanlegt jarðplan, frekar en koparþjófnað eða dreifð jarðplan, vegna þess að það hefur lágt viðnám, getur veitt straumleið, er besta andstæða merkjagjafinn.

Tíminn sem merkið fer aftur til jarðar skiptir líka miklu máli. Tíminn milli merkis og merkisgjafa verður að vera jafn, annars mun það framleiða loftnetslíkt fyrirbæri, sem gerir geislaorkuna að hluta af EMI. Á sama hátt ættu sporin sem senda straum til/frá merkjagjafanum að vera eins stutt og hægt er. Ef lengd upprunaleiðarinnar og til baka leiðarinnar eru ekki jöfn, mun jörð hopp eiga sér stað, sem mun einnig mynda EMI.

4. Forðastu 90° horn

Til að draga úr EMI, forðastu að raflögn, gegnumrásir og aðrir íhlutir myndu 90° horn, því hornrétt horn myndar geislun. Í þessu horni mun rýmd aukast og einkennandi viðnám mun einnig breytast, sem leiðir til endurkasts og síðan EMI. Til að forðast 90° horn ætti að beina ummerkjum að hornum að minnsta kosti í tveimur 45° hornum.

5. Notaðu vias með varúð

Í næstum öllum PCB skipulagi verður að nota gegnums til að veita leiðandi tengingar milli mismunandi laga. PCB skipulagsverkfræðingar þurfa að vera sérstaklega varkárir vegna þess að vias myndar inductance og rýmd. Í sumum tilfellum munu þeir einnig framleiða endurspeglun, vegna þess að einkennandi viðnám breytist þegar gegnumgangur er gerður í rekstrinum.

Mundu líka að brautir munu auka lengd ummerkisins og þarf að passa saman. Ef um mismunaspor er að ræða, ætti að forðast eins og mögulegt er gegnumslóðir. Ef ekki er hægt að forðast það, notaðu brautir í báðum sporum til að bæta upp fyrir tafir á merkja- og afturleið.

6. Kapall og líkamleg vörn

Kaplar sem bera stafrænar hringrásir og hliðstæða strauma munu mynda sníkjurýmd og inductance, sem veldur mörgum EMC-tengdum vandamálum. Ef snúinn par kapall er notaður verður tengistiginu haldið lágu og segulsviðinu sem myndast verður eytt. Fyrir hátíðnimerki verður að nota hlífðarsnúru og framhlið og bakhlið snúrunnar verða að vera jarðtengd til að koma í veg fyrir EMI truflun.

Líkamleg vörn er að vefja allt eða hluta kerfisins með málmpakka til að koma í veg fyrir að EMI komist inn í PCB hringrásina. Þessi tegund af hlífðarvörn er eins og lokað jarðtengd leiðandi ílát, sem dregur úr loftnetslykkjustærðinni og gleypir EMI.