Dina desain PCB, kasaluyuan éléktromagnétik (EMC) jeung gangguan éléktromagnétik patali (EMI) geus salawasna geus dua masalah utama anu ngabalukarkeun insinyur nyeri sirah, utamana dina rarancang circuit board kiwari sarta bungkusan komponén nu nyusut, sarta OEMs merlukeun sistem-speed tinggi Situasi.
1. Crosstalk na wiring mangrupakeun titik konci
Wiring penting pisan pikeun mastikeun aliran arus normal. Lamun arus asalna tina hiji osilator atawa alat sejen nu sarupa, éta téh hususna penting pikeun ngajaga arus misah ti pesawat taneuh, atawa teu ngantep ayeuna ngajalankeun paralel ka renik sejen. Dua sinyal-speed tinggi paralel bakal ngahasilkeun EMC jeung EMI, utamana crosstalk. Jalur résistansi kedah paling pondok, sareng jalur arus balik kedah pondok-gancang. Panjang jalur mulang kedah sami sareng panjang jalur kirim.
Pikeun EMI, hiji disebut "kabel dilanggar" sareng anu sanésna "kabel korban". Gandeng induktansi jeung kapasitansi bakal mangaruhan "korban" renik alatan ayana médan éléktromagnétik, kukituna ngahasilkeun arus maju jeung sabalikna dina "korban renik". Dina hal ieu, ripples bakal dihasilkeun dina lingkungan stabil dimana panjang pangiriman jeung panjang panarimaan sinyal ampir sarua.
Dina lingkungan kabel anu saimbang sareng stabil, arus anu ngainduksi kedah silih ngabatalkeun pikeun ngaleungitkeun crosstalk. Tapi, urang aya di dunya nu teu sampurna, jeung hal-hal kitu moal kajadian. Ku alatan éta, tujuan urang pikeun ngajaga crosstalk sadaya ngambah ka minimum. Lamun lebar antara garis paralel dua kali lebar garis, pangaruh crosstalk bisa minimal. Contona, upami lebar ngambah 5 mils, jarak minimum antara dua ngambah ngajalankeun paralel kudu 10 mils atawa leuwih.
Salaku bahan anyar sareng komponenana anyar terus muncul, désainer PCB kudu neruskeun nungkulan kasaluyuan éléktromagnétik sarta gangguan isu.
2. Decoupling kapasitor
Decoupling kapasitor bisa ngurangan épék ngarugikeun crosstalk. Éta kudu ayana antara pin catu daya jeung pin taneuh alat pikeun mastikeun impedansi AC lemah sareng ngurangan bising jeung crosstalk. Pikeun ngahontal impedansi low dina rentang frékuénsi lega, sababaraha kapasitor decoupling kudu dipaké.
Prinsip penting pikeun nempatkeun kapasitor decoupling nyaéta yén kapasitor kalayan nilai kapasitansi pangleutikna kedah sacaket mungkin ka alat pikeun ngirangan pangaruh induktansi dina ngambah. kapasitor husus Ieu sacaket mungkin ka pin kakuatan atawa ngabasmi kakuatan alat, tur sambungkeun Pad kapasitor langsung ka via atanapi taneuh pesawat. Lamun renik panjang, make sababaraha vias pikeun ngaleutikan impedansi taneuh.
3. Taneuh PCB
Hiji cara penting pikeun ngurangan EMI nyaeta mendesain pesawat taneuh PCB. Hambalan munggaran nyaéta nyieun wewengkon grounding saloba mungkin dina total aréa papan sirkuit PCB, nu bisa ngurangan émisi, crosstalk jeung noise. Perhatian khusus kedah dilaksanakeun nalika nyambungkeun unggal komponén kana titik taneuh atanapi pesawat taneuh. Upami ieu henteu dilakukeun, pangaruh nétralisasi tina pesawat taneuh anu dipercaya moal tiasa dianggo sapinuhna.
A design PCB utamana kompléks boga sababaraha tegangan stabil. Ideally, unggal tegangan rujukan boga pesawat taneuh pakait sorangan. Sanajan kitu, lamun lapisan taneuh teuing, éta baris ngaronjatkeun biaya manufaktur PCB jeung nyieun harga teuing tinggi. Kompromi nyaéta ngagunakeun pesawat taneuh dina tilu nepi ka lima posisi béda, sarta unggal pesawat taneuh bisa ngandung sababaraha bagian taneuh. Ieu mah ngan ukur ngadalikeun biaya manufaktur papan sirkuit, tapi ogé ngurangan EMI na EMC.
Upami anjeun hoyong ngaleutikan EMC, sistem grounding impedansi rendah penting pisan. Dina PCB multi-lapisan, leuwih sae pikeun boga pesawat taneuh dipercaya, tinimbang thieving tambaga atawa pesawat taneuh sumebar, sabab boga impedansi low, bisa nyadiakeun jalur ayeuna, nyaeta sumber sinyal sabalikna pangalusna.
Panjang waktos sinyal balik deui ka taneuh ogé penting pisan. Waktu antara sinyal jeung sumber sinyal kudu sarua, disebutkeun eta bakal ngahasilkeun fenomena kawas anteneu, sahingga énergi radiated bagian tina EMI. Nya kitu, ngambah nu ngirimkeun arus ka/ti sumber sinyal kudu jadi pondok-gancang. Upami panjang jalur sumber sareng jalur uih deui henteu sami, mumbul taneuh bakal kajantenan, anu ogé bakal ngahasilkeun EMI.
4. Hindarkeun sudut 90 °
Dina raraga ngurangan EMI, ulah wiring, vias sareng komponenana séjén ngabentuk sudut 90 °, sabab sudut katuhu bakal ngahasilkeun radiasi. Di sudut ieu, kapasitansi bakal ningkat, sareng impedansi karakteristik ogé bakal robih, ngarah kana pantulan teras EMI. Pikeun ngahindarkeun sudut 90 °, ngambah kudu routed ka juru sahenteuna dina dua sudut 45 °.
5. Paké vias kalawan caution
Dina ampir kabéh layouts PCB, vias kudu dipaké pikeun nyadiakeun sambungan conductive antara lapisan béda. Insinyur perenah PCB kedah ati-ati pisan sabab vias bakal ngahasilkeun induktansi sareng kapasitansi. Dina sababaraha kasus, aranjeunna ogé bakal ngahasilkeun reflections, sabab impedansi karakteristik bakal robah nalika via dijieun dina renik.
Ogé émut yén vias bakal ningkatkeun panjang jejak sareng kedah cocog. Lamun mangrupakeun renik diferensial, vias kudu dihindari saloba mungkin. Lamun teu bisa dihindari, make vias dina duanana ngambah pikeun ngimbangan reureuh dina sinyal jeung jalur balik.
6. Cable jeung shielding fisik
Kabel anu mawa sirkuit digital sareng arus analog bakal ngahasilkeun kapasitansi parasit sareng induktansi, nyababkeun seueur masalah anu aya hubunganana sareng EMC. Lamun kabel twisted-pasangan dipaké, tingkat gandeng bakal diteundeun low jeung médan magnét dihasilkeun bakal ngaleungitkeun. Pikeun sinyal frékuénsi luhur, kabel shielded kudu dipaké, sarta hareup jeung tukang kabel kudu grounded pikeun ngaleungitkeun gangguan EMI.
shielding fisik nyaéta pikeun mungkus sakabéh atawa bagian tina sistem jeung pakét logam pikeun nyegah EMI ti asup ka sirkuit PCB. Perisai jenis ieu sapertos wadah konduktif grounded katutup, anu ngirangan ukuran loop anteneu sareng nyerep EMI.