Parazit önleme, modern devre tasarımında tüm sistemin performansını ve güvenilirliğini doğrudan yansıtan çok önemli bir bağlantıdır. PCB mühendisleri için parazit önleyici tasarım herkesin ustalaşması gereken anahtar ve zor noktadır.
PCB kartında parazit varlığı
Gerçek araştırmalarda PCB tasarımında dört ana parazitin olduğu bulunmuştur: güç kaynağı gürültüsü, iletim hattı paraziti, kuplaj ve elektromanyetik parazit (EMI).
1. Güç kaynağı gürültüsü
Yüksek frekans devresinde, güç kaynağının gürültüsünün yüksek frekans sinyali üzerinde özellikle belirgin bir etkisi vardır. Bu nedenle güç kaynağının ilk şartı düşük gürültüdür. Burada temiz bir güç kaynağı kadar temiz bir zemin de önemlidir.
2. İletim hattı
Bir PCB'de yalnızca iki tür iletim hattı mümkündür: şerit hattı ve mikrodalga hattı. İletim hatlarındaki en büyük sorun yansımadır. Yansıma birçok soruna neden olacaktır. Örneğin, yük sinyali orijinal sinyal ile yankı sinyalinin süperpozisyonu olacak ve bu da sinyal analizinin zorluğunu artıracaktır; yansıma, sinyali etkileyecek olan geri dönüş kaybına (geri dönüş kaybı) neden olacaktır. Etki, ilave gürültü girişiminin neden olduğu etki kadar ciddidir.
3. Kaplin
Girişim kaynağı tarafından üretilen girişim sinyali, belirli bir bağlantı kanalı aracılığıyla elektronik kontrol sistemine elektromanyetik girişime neden olur. Parazit birleştirme yöntemi, elektronik kontrol sistemi üzerinde teller, boşluklar, ortak hatlar vb. aracılığıyla etki etmekten başka bir şey değildir. Analiz esas olarak aşağıdaki türleri içerir: doğrudan bağlantı, ortak empedans bağlantısı, kapasitif bağlantı, elektromanyetik indüksiyon bağlantısı, radyasyon bağlantısı, vesaire.
4. Elektromanyetik girişim (EMI)
Elektromanyetik girişim EMI'nin iki türü vardır: iletilen girişim ve yayılan girişim. İletilen girişim, bir elektrik ağındaki sinyallerin iletken bir ortam aracılığıyla başka bir elektrik ağına bağlanmasını (parazit) ifade eder. Yayılan girişim, girişim kaynağının sinyalini uzaydaki başka bir elektrik ağına bağlamasını (parazit) ifade eder. Yüksek hızlı PCB ve sistem tasarımında, yüksek frekanslı sinyal hatları, entegre devre pinleri, çeşitli konektörler vb. anten özelliklerine sahip, elektromanyetik dalgalar yayan ve sistemdeki diğer sistemleri veya diğer alt sistemleri etkileyebilen radyasyon girişim kaynakları haline gelebilir. normal iş.
PCB ve devre parazit önleyici önlemler
Baskılı devre kartının sıkışma önleyici tasarımı, belirli devreyle yakından ilgilidir. Daha sonra, PCB anti-parazit tasarımının birkaç ortak önlemi hakkında yalnızca bazı açıklamalar yapacağız.
1. Güç kablosu tasarımı
Baskılı devre kartı akımının boyutuna göre, döngü direncini azaltmak için güç hattının genişliğini artırmaya çalışın. Aynı zamanda, güç hattının ve toprak hattının yönünü veri iletim yönüyle tutarlı hale getirin, bu da gürültü önleme özelliğini artırmaya yardımcı olur.
2. Topraklama kablosu tasarımı
Dijital toprağı analog topraktan ayırın. Devre kartı üzerinde hem lojik devreler hem de doğrusal devreler varsa mümkün olduğunca ayrılmalıdır. Alçak frekans devresinin topraklaması mümkün olduğunca tek bir noktada paralel olarak topraklanmalıdır. Gerçek kablolama zor olduğunda kısmen seri olarak bağlanabilir ve ardından paralel olarak topraklanabilir. Yüksek frekans devresi seri olarak birden fazla noktada topraklanmalı, topraklama kablosu kısa ve kalın olmalı ve yüksek frekans bileşeninin çevresinde ızgara benzeri geniş alanlı topraklama folyosu kullanılmalıdır.
Topraklama kablosu mümkün olduğu kadar kalın olmalıdır. Topraklama kablosu için çok ince bir hat kullanılırsa, topraklama potansiyeli akımla birlikte değişir ve bu da gürültü direncini azaltır. Bu nedenle topraklama kablosunun, baskılı devre kartı üzerinde izin verilen akımın üç katını geçebilecek şekilde kalınlaştırılması gerekir. Mümkünse topraklama kablosu 2~3 mm'nin üzerinde olmalıdır.
Topraklama kablosu kapalı bir döngü oluşturur. Yalnızca dijital devrelerden oluşan baskılı kartların topraklama devrelerinin çoğu, gürültü direncini artırmak için döngüler halinde düzenlenmiştir.
3. Dekuplaj kapasitör konfigürasyonu
PCB tasarımının geleneksel yöntemlerinden biri, baskılı devre kartının her bir önemli parçası üzerinde uygun dekuplaj kapasitörlerini yapılandırmaktır.
Dekuplaj kapasitörlerinin genel konfigürasyon prensipleri şunlardır:
① Güç girişine 10 ~ 100 uf elektrolitik kondansatör bağlayın. Mümkünse 100uF veya daha fazlasına bağlanmak daha iyidir.
②Prensip olarak, her entegre devre çipi 0,01pF seramik kapasitörle donatılmalıdır. Baskılı kartın boşluğu yeterli değilse, her 4~8 çip için 1-10pF'lik bir kapasitör düzenlenebilir.
③Gürültü önleme özelliği zayıf olan ve RAM ve ROM depolama aygıtları gibi kapatıldığında büyük güç değişiklikleri olan cihazlar için, güç hattı ile çipin toprak hattı arasına doğrudan bir dekuplaj kapasitörü bağlanmalıdır.
④Kapasitör kablosu çok uzun olmamalıdır, özellikle yüksek frekanslı bypass kapasitörünün kablo ucu olmamalıdır.
4. PCB tasarımında elektromanyetik girişimi ortadan kaldırma yöntemleri
①Döngüleri azaltın: Her döngü bir antene eşdeğerdir, bu nedenle döngü sayısını, döngü alanını ve döngünün anten etkisini en aza indirmemiz gerekir. Sinyalin herhangi iki noktada yalnızca bir döngü yoluna sahip olduğundan emin olun, yapay döngülerden kaçının ve güç katmanını kullanmaya çalışın.
②Filtreleme: Filtreleme, hem güç hattında hem de sinyal hattında EMI'yi azaltmak için kullanılabilir. Üç yöntem vardır: kapasitörleri ayırma, EMI filtreleri ve manyetik bileşenler.
③Kalkan.
④ Yüksek frekanslı cihazların hızını düşürmeye çalışın.
⑤ PCB kartının dielektrik sabitinin arttırılması, panele yakın iletim hattı gibi yüksek frekanslı parçaların dışarıya doğru yayılmasını önleyebilir; PCB kartının kalınlığının arttırılması ve mikroşerit hattının kalınlığının en aza indirilmesi, elektromanyetik telin taşmasını önleyebilir ve ayrıca radyasyonu da önleyebilir.