ความสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างเลย์เอาต์และ PCB 2

เนื่องจากลักษณะการสลับของแหล่งจ่ายไฟสลับจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้แหล่งจ่ายไฟสลับเพื่อสร้างสัญญาณรบกวนความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ในฐานะวิศวกรแหล่งจ่ายไฟวิศวกรความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าหรือวิศวกรเค้าโครง PCB คุณต้องเข้าใจสาเหตุของปัญหาความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าและมีการแก้ไขมาตรการโดยเฉพาะอย่างยิ่งวิศวกรเค้าโครงจำเป็นต้องรู้วิธีหลีกเลี่ยงการขยายจุดสกปรก บทความนี้ส่วนใหญ่แนะนำจุดหลักของการออกแบบ PCB แหล่งจ่ายไฟ

 

15. ลดพื้นที่วงวนสัญญาณที่ไว (ไว) และความยาวการเดินสายเพื่อลดการรบกวน

16. ร่องรอยสัญญาณขนาดเล็กอยู่ห่างจากสายสัญญาณ DV/DT ขนาดใหญ่ (เช่นขั้ว C หรือขั้ว D ของหลอดสวิตช์บัฟเฟอร์ (snubber) และเครือข่ายแคลมป์) เพื่อลดการมีเพศสัมพันธ์และพื้นดิน (หรือแหล่งจ่ายไฟสั้น ๆ ) ในเวลาเดียวกันร่องรอยสัญญาณขนาดเล็กควรอยู่ไกลที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จากสายสัญญาณ DI/DT ขนาดใหญ่เพื่อป้องกัน crosstalk อุปนัย มันจะดีกว่าที่จะไม่ไปภายใต้สัญญาณ DV/DT ขนาดใหญ่เมื่อสัญญาณเล็ก ๆ ร่องรอย หากด้านหลังของการติดตามสัญญาณขนาดเล็กสามารถต่อสายดินได้ (พื้นดินเดียวกัน) สัญญาณเสียงควบคู่ไปกับมันสามารถลดลงได้

17. เป็นการดีกว่าที่จะวางพื้นรอบ ๆ และด้านหลังของร่องรอยสัญญาณ DV/DT ขนาดใหญ่และ DI/DT (รวมถึงเสา C/D ของอุปกรณ์สวิตช์และหม้อน้ำท่อสวิตช์) และใช้ชั้นบนและล่างของการเชื่อมต่อหลุม สิ่งนี้สามารถลด EMI ที่แผ่รังสี ควรสังเกตว่ากราวด์สัญญาณขนาดเล็กจะต้องไม่เชื่อมต่อกับพื้นป้องกันนี้มิฉะนั้นจะแนะนำการรบกวนที่มากขึ้น ร่องรอย DV/DT ขนาดใหญ่มักจะมีการรบกวนคู่กับหม้อน้ำและพื้นดินใกล้เคียงผ่านความจุซึ่งกันและกัน เป็นการดีที่สุดที่จะเชื่อมต่อหม้อน้ำหลอดสวิตช์เข้ากับพื้นป้องกัน การใช้อุปกรณ์สวิตช์พื้นผิวจะช่วยลดความจุซึ่งกันและกันซึ่งจะช่วยลดการมีเพศสัมพันธ์

18. เป็นการดีที่สุดที่จะไม่ใช้ VIAS สำหรับร่องรอยที่มีแนวโน้มที่จะรบกวนเพราะมันจะรบกวนทุกเลเยอร์ที่ผ่านผ่าน

19. การป้องกันสามารถลด EMI ที่แผ่รังสีได้ แต่เนื่องจากความจุที่เพิ่มขึ้นสู่พื้นดินที่ดำเนินการ EMI (โหมดทั่วไปหรือโหมดดิฟเฟอเรนเชียลภายนอก) จะเพิ่มขึ้น แต่ตราบใดที่ชั้นป้องกันนั้นมีการต่อสายดินอย่างเหมาะสมมันจะไม่เพิ่มขึ้นมากนัก มันสามารถพิจารณาได้ในการออกแบบจริง

20. เพื่อป้องกันการรบกวนอิมพีแดนซ์ทั่วไปให้ใช้จุดเริ่มต้นและแหล่งจ่ายไฟหนึ่งจุดจากจุดหนึ่ง

21. แหล่งจ่ายไฟการสลับมักจะมีสามพื้นที่: พลังงานอินพุตสูงกระแสไฟฟ้าสูง, กำลังไฟออกพื้นดินสูงและกราวด์ควบคุมสัญญาณขนาดเล็ก วิธีการเชื่อมต่อภาคพื้นดินแสดงในแผนภาพต่อไปนี้:

22. เมื่อลงดินก่อนตัดสินธรรมชาติของพื้นดินก่อนที่จะเชื่อมต่อ พื้นดินสำหรับการสุ่มตัวอย่างและการขยายข้อผิดพลาดควรเชื่อมต่อกับขั้วลบของตัวเก็บประจุเอาท์พุทและสัญญาณการสุ่มตัวอย่างมักจะถูกนำออกจากขั้วบวกของตัวเก็บประจุเอาท์พุท พื้นดินควบคุมสัญญาณขนาดเล็กและกราวด์ไดรฟ์ควรเชื่อมต่อกับขั้ว E/S หรือตัวต้านทานการสุ่มตัวอย่างของหลอดสวิตช์ตามลำดับเพื่อป้องกันการรบกวนอิมพีแดนซ์ทั่วไป โดยปกติแล้วพื้นดินและกราวด์ไดรฟ์ของ IC จะไม่ถูกนำออกแยกต่างหาก ในเวลานี้ความต้านทานตะกั่วจากตัวต้านทานการสุ่มตัวอย่างไปยังพื้นด้านบนจะต้องมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดการรบกวนอิมพีแดนซ์ทั่วไปและปรับปรุงความแม่นยำของการสุ่มตัวอย่างในปัจจุบัน

23. เครือข่ายการสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตดีที่สุดที่จะใกล้เคียงกับแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดมากกว่าการส่งออก นี่เป็นเพราะสัญญาณอิมพีแดนซ์ต่ำมีความอ่อนไหวต่อสัญญาณรบกวนน้อยกว่าสัญญาณอิมพีแดนซ์สูง ร่องรอยการสุ่มตัวอย่างควรใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อลดเสียงรบกวนที่หยิบขึ้นมา

24. ให้ความสนใจกับเลย์เอาต์ของตัวเหนี่ยวนำให้อยู่ไกลและตั้งฉากต่อกันเพื่อลดการเหนี่ยวนำร่วมกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งการเก็บพลังงานการเก็บพลังงานและตัวเหนี่ยวนำตัวกรอง

25. ให้ความสนใจกับเค้าโครงเมื่อตัวเก็บประจุความถี่สูงและตัวเก็บประจุความถี่ต่ำถูกใช้แบบขนานตัวเก็บประจุความถี่สูงอยู่ใกล้กับผู้ใช้

26. การรบกวนความถี่ต่ำโดยทั่วไปคือโหมดต่างกัน (ต่ำกว่า 1m) และการรบกวนความถี่สูงโดยทั่วไปเป็นโหมดทั่วไปโดยทั่วไปมักจะควบคู่ไปกับการแผ่รังสี

27. หากสัญญาณความถี่สูงเชื่อมต่อกับตะกั่วอินพุตมันเป็นเรื่องง่ายที่จะสร้าง EMI (โหมดทั่วไป) คุณสามารถใส่แหวนแม่เหล็กบนตะกั่วอินพุตใกล้กับแหล่งจ่ายไฟ หาก EMI ลดลงแสดงถึงปัญหานี้ การแก้ปัญหานี้คือการลดการมีเพศสัมพันธ์หรือลด EMI ของวงจร หากเสียงรบกวนความถี่สูงไม่ได้ถูกกรองทำความสะอาดและดำเนินการกับตะกั่วอินพุต EMI (โหมดดิฟเฟอเรนเชียล) จะเกิดขึ้นเช่นกัน ในเวลานี้แหวนแม่เหล็กไม่สามารถแก้ปัญหาได้ สตริงตัวเหนี่ยวนำความถี่สูงสองตัว (สมมาตร) ซึ่งตะกั่วอินพุตอยู่ใกล้กับแหล่งจ่ายไฟ การลดลงบ่งชี้ว่าปัญหานี้มีอยู่ การแก้ปัญหานี้คือการปรับปรุงการกรองหรือเพื่อลดการสร้างเสียงรบกวนความถี่สูงโดยการบัฟเฟอร์การหนีบและวิธีการอื่น ๆ

28. การวัดโหมดดิฟเฟอเรนเชียลและปัจจุบันโหมดทั่วไป:

29. ตัวกรอง EMI ควรอยู่ใกล้กับสายที่เข้ามามากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และการเดินสายของสายที่เข้ามาควรจะสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ลวดที่เข้ามานั้นได้รับการป้องกันที่ดีที่สุดด้วยพื้นแชสซี (วิธีการตามที่อธิบายไว้ข้างต้น) ตัวกรอง EMI เอาท์พุทควรได้รับการปฏิบัติในทำนองเดียวกัน พยายามเพิ่มระยะห่างระหว่างสายที่เข้ามาและการติดตามสัญญาณ DV/DT สูงและพิจารณาในรูปแบบ