Во дизајнот на PCB, електромагнетната компатибилност (EMC) и поврзаната електромагнетно мешање (ЕМИ) отсекогаш биле два главни проблеми што предизвикале инженери да се главоболка, особено во денешниот дизајн на таблата и пакувањето на компонентите се намалуваат, а ОЕМ бараат ситуација со поголема брзина на системот.

1. Кроссталк и жици се клучните точки

Wirичањето е особено важно за да се обезбеди нормален проток на струја. Ако струјата потекнува од осцилатор или друг сличен уред, особено е важно да се задржи струјата одвоена од копнената рамнина, или да не се дозволи струјата да работи паралелно со друга трага. Две паралелни сигнали со голема брзина ќе генерираат ЕМС и ЕМИ, особено крцкање. Патеката за отпорност мора да биде најкратката, а патеката за враќање на тековната мора да биде што е можно пократка. Должината на трагата на патеката за враќање треба да биде иста како и должината на трагата за испраќање.

За ЕМИ, едниот се нарекува „нарушено жици“, а другиот е „жртва на жици“. Спојувањето на индуктивност и капацитивност ќе влијае на трагата „жртва“ заради присуството на електромагнетни полиња, а со тоа да се генерираат напред и обратни струи на „трагата на жртвите“. Во овој случај, брановите ќе бидат генерирани во стабилно опкружување каде должината на преносот и должината на приемот на сигналот се скоро еднакви.

Во добро избалансирана и стабилна околина за жици, индуцираните струи треба да се откажат едни со други за да се елиминира крстосницата. Сепак, ние сме во несовршен свет и такви работи нема да се случат. Затоа, нашата цел е да го задржиме пределот на сите траги на минимум. Ако ширината помеѓу паралелните линии е двојно поголема од ширината на линиите, ефектот на крстосница може да се минимизира. На пример, ако ширината во трагата е 5 милји, минималното растојание помеѓу две паралелни траги за трчање треба да биде 10 милји или повеќе.

Како што продолжуваат да се појавуваат нови материјали и нови компоненти, дизајнерите на ПЦБ мора да продолжат да се справат со електромагнетната компатибилност и проблемите со мешање.

2. Одвојување на кондензатор

Кондензаторите за раздвојување можат да ги намалат негативните ефекти на Crosstalk. Тие треба да бидат лоцирани помеѓу иглата за напојување и приземјето на уредот за да се обезбеди ниска импеданса на наизменична струја и да се намали бучавата и крцкањето. За да се постигне ниска импеданса во широк опсег на фреквенција, треба да се користат повеќе кондензатори за раздвојување.

Важен принцип за поставување на кондензатори за раздвојување е дека кондензаторот со најмала вредност на капацитивност треба да биде што е можно поблиску до уредот за да се намали ефектот на индуктивноста врз трагата. Овој посебен кондензатор е што е можно поблиску до напојувањето или напојувањето на уредот и поврзете ја подлогата на кондензаторот директно со рамнината преку или земја. Ако трагата е долга, користете повеќекратни вијали за да ја минимизирате импедансата на земјата.

3. Заземете ја PCB

Важен начин за намалување на ЕМИ е да се дизајнира рамниот авион на ПЦБ. Првиот чекор е да се направи површина за заземјување што е можно пошироко во вкупната површина на таблата со кола PCB, што може да ги намали емисиите, крстосницата и бучавата. Посебна грижа мора да се внимава кога ја поврзувате секоја компонента со теренот или приземјето. Ако тоа не се стори, неутрализирачкиот ефект на сигурна копнена рамнина нема целосно да се искористи.

Особено комплексен PCB дизајн има неколку стабилни напони. Идеално, секој референтен напон има своја соодветна земја. Меѓутоа, ако копнениот слој е премногу, тоа ќе ги зголеми трошоците за производство на ПЦБ и ќе ја направи цената премногу висока. Компромис е да се користат копнени рамнини на три до пет различни позиции, и секоја копнена рамнина може да содржи повеќе делови од земја. Ова не само што ги контролира трошоците за производство на колото, туку и ги намалува ЕМИ и ЕМС.

Ако сакате да го минимизирате ЕМС, системот за заземјување со ниска импеданса е многу важен. Во повеќеслоен PCB, најдобро е да имате сигурна копнена рамнина, наместо бакар крадец или расфрлана земја, затоа што има ниска импеданса, може да обезбеди тековна патека, е најдобриот извор на сигнал.

Должината на времето што сигналот се враќа на земја е исто така многу важна. Времето помеѓу сигналот и изворот на сигналот мора да биде еднакво, во спротивно ќе произведе феномен сличен на антена, со што зрачената енергија е дел од ЕМИ. Слично на тоа, трагите што ја пренесуваат струјата на/од изворот на сигналот треба да бидат што е можно пократки. Ако должината на изворната патека и патеката за враќање не се еднакви, ќе се појави отскокнување на земја, што исто така ќе генерира ЕМИ.

4. Избегнувајте агол од 90 °

Со цел да се намали ЕМИ, да се избегне жици, вијас и други компоненти кои формираат агол од 90 °, бидејќи прав аглите ќе генерираат зрачење. На овој агол, капацитетот ќе се зголеми, а карактеристичната импеданса исто така ќе се промени, што доведува до рефлексии, а потоа и ЕМИ. За да се избегнат агли од 90 °, трагите треба да се пренесат до аглите најмалку на два агли од 45 °.

5. Користете вија со претпазливост

Во скоро сите распоред на PCB, VIA мора да се користат за да се обезбедат спроводливи врски помеѓу различни слоеви. Инженерите за распоред на PCB треба да бидат особено внимателни затоа што VIA ќе генерира индуктивност и капацитивност. Во некои случаи, тие исто така ќе произведат рефлексии, бидејќи карактеристичната импеданса ќе се промени кога ќе се направи Виа во трагата.

Запомнете и дека Вијас ќе ја зголеми должината на трагата и треба да се совпадне. Ако станува збор за диференцијална трага, треба да се избегнат вијалите што е можно повеќе. Ако не може да се избегне, користете VIA во двете траги за да ги компензирате одложувањата во сигналот и патеката за враќање.

6. кабел и физичко заштитување

Каблите кои носат дигитални кола и аналогни струи ќе генерираат паразитски капацитивност и индуктивност, предизвикувајќи многу проблеми поврзани со ЕМС. Ако се користи кабел со изопачен пар, нивото на спојување ќе се задржи на ниско ниво и генерираното магнетно поле ќе се елиминира. За сигнали со висока фреквенција, мора да се користи заштитен кабел, а предниот и задниот дел на кабелот мора да бидат заземјен за да се елиминира мешањето на ЕМИ.

Физичкото заштитување е да се завитка целиот или дел од системот со метален пакет за да се спречи ЕМИ да влезе во колото PCB. Овој вид на заштитење е како затворен заземјен спроводлив сад, што ја намалува големината на јамката на антената и ја апсорбира ЕМИ.