PCB dizaynida elektromagnit moslashuv (EMC) va tegishli elektromagnit parazit (EMI) an'anaviy ravishda muhandislar uchun ikkita asosiy bosh og'rig'i bo'lib kelgan, ayniqsa bugungi elektron platalar dizayni va komponentlar paketlari qisqarishda davom etmoqda, OEMlar yuqori tezlikli tizimlarni talab qiladi.Ushbu maqolada men PCB dizaynidagi elektromagnit muammolardan qanday qochish kerakligini aytib beraman.
1. O'zaro bog'lanish va tekislash asosiy e'tibordir
Hizalama oqimning to'g'ri oqishini ta'minlash uchun ayniqsa muhimdir.Agar oqim osilator yoki boshqa shunga o'xshash qurilmadan keladigan bo'lsa, oqimni er qatlamidan alohida saqlash yoki oqimning boshqa hizalama bilan parallel ishlashini ta'minlash ayniqsa muhimdir.Parallel ravishda ikkita yuqori tezlikdagi signal EMC va EMI, ayniqsa o'zaro aloqani yaratishi mumkin.Qarshilik yo'llarini iloji boricha qisqaroq va qaytib oqim yo'llarini imkon qadar qisqa tutish muhimdir.Qaytish yo'lining uzunligi uzatish yo'lining uzunligi bilan bir xil bo'lishi kerak.
EMI uchun bir yo'l "buzilish yo'li", ikkinchisi esa "jabrlanuvchi yo'li" deb ataladi.Induktiv va sig'imli ulanish elektromagnit maydonlarning mavjudligi sababli "qurbon" yo'liga ta'sir qiladi, shuning uchun "jabrlanuvchi yo'lida" oldinga va teskari oqimlarni hosil qiladi.Shunday qilib, to'lqin signalning uzatish va qabul qilish uzunligi deyarli teng bo'lgan barqaror muhitda hosil bo'ladi.
Barqaror hizalamalarga ega bo'lgan muvozanatli muhitda induktsiya oqimlari bir-birini bekor qilishi kerak, shuning uchun o'zaro bog'lanishni yo'q qiladi.Biroq, biz bunday narsa sodir bo'lmaydigan nomukammal dunyodamiz.Shuning uchun, bizning maqsadimiz - barcha tekislashlar uchun o'zaro bog'liqlik minimal bo'lishi kerak.Parallel chiziqlar orasidagi kenglik chiziqlarning kengligidan ikki baravar ko'p bo'lsa, o'zaro bog'lanishning ta'sirini kamaytirish mumkin.Misol uchun, agar chiziq kengligi 5 milya bo'lsa, ikkita parallel chiziq orasidagi minimal masofa 10 mil yoki undan ko'p bo'lishi kerak.
Yangi materiallar va komponentlar paydo bo'lishda davom etar ekan, PCB dizaynerlari EMC va shovqin muammolari bilan shug'ullanishda davom etishlari kerak.
2. Kondensatorlarni ajratish
Ajratish kondensatorlari o'zaro aloqaning kiruvchi ta'sirini kamaytiradi.Ular qurilmaning quvvat va tuproq pinlari o'rtasida joylashgan bo'lishi kerak, bu past AC empedansini ta'minlaydi va shovqin va o'zaro bog'lanishni kamaytiradi.Keng chastota diapazonida past empedansga erishish uchun bir nechta ajratuvchi kondansatkichlardan foydalanish kerak.
Ajratish kondansatkichlarini joylashtirishning muhim printsipi shundaki, eng past sig'im qiymatiga ega bo'lgan kondansatkich moslamalarga induktiv ta'sirlarni kamaytirish uchun qurilmaga iloji boricha yaqinroq joylashtiriladi.Ushbu maxsus kondansatör qurilmaning quvvat manbai pinlariga yoki quvvat manbaiga iloji boricha yaqinroq joylashtirilishi kerak va kondansatör yostiqchalari to'g'ridan-to'g'ri vites yoki tuproq darajasiga ulangan bo'lishi kerak.Agar hizalama uzoq bo'lsa, tuproq empedansini minimallashtirish uchun bir nechta vitesdan foydalaning.
3. PCBni yerga ulash
EMIni kamaytirishning muhim usuli bu tenglikni topraklama qatlamini loyihalashdir.Birinchi qadam, emissiya, o'zaro aloqa va shovqinni kamaytirish uchun, topraklama maydonini tenglikni platasining umumiy maydoni ichida iloji boricha kattaroq qilishdir.Har bir komponentni tuproq nuqtasiga yoki topraklama qatlamiga ulashda alohida e'tibor berish kerak, ularsiz ishonchli topraklama qatlamining neytrallash ta'siridan to'liq foydalanish mumkin emas.
Ayniqsa, murakkab PCB dizayni bir nechta barqaror kuchlanishlarga ega.Ideal holda, har bir mos yozuvlar kuchlanishi o'zining mos keladigan topraklama qatlamiga ega.Biroq, juda ko'p topraklama qatlamlari tenglikni ishlab chiqarish xarajatlarini oshiradi va uni juda qimmat qiladi.Murosaga kelsak, har birida bir nechta topraklama bo'limlari bo'lishi mumkin bo'lgan uch-beshta turli joylarda topraklama qatlamlaridan foydalanish kerak.Bu nafaqat taxtaning ishlab chiqarish narxini nazorat qiladi, balki EMI va EMCni ham kamaytiradi.
EMCni minimallashtirish uchun past empedansli topraklama tizimi muhim ahamiyatga ega.Ko'p qatlamli PCBda mis balans bloki (mis o'g'ri) yoki tarqoq topraklama qatlamidan ko'ra ishonchli topraklama qatlamiga ega bo'lish afzalroqdir, chunki u past empedansga ega, oqim yo'lini ta'minlaydi va teskari signallarning eng yaxshi manbai hisoblanadi.
Signalning erga qaytish vaqti ham juda muhimdir.Signalning manbaga borishi va qaytishi uchun sarflangan vaqtni solishtirish mumkin bo'lishi kerak, aks holda antennaga o'xshash hodisa yuzaga keladi, bu esa radiatsiyaviy energiyaning EMI qismiga aylanishiga imkon beradi.Shunga o'xshab, oqimning signal manbasiga / manbasiga mos kelishi imkon qadar qisqa bo'lishi kerak, agar manba va qaytish yo'llari teng uzunlikda bo'lmasa, yerdan sakrash sodir bo'ladi va bu ham EMI hosil qiladi.
4. 90 ° burchaklardan saqlaning
EMIni kamaytirish uchun 90 ° burchak hosil qilish uchun hizalama, vites va boshqa komponentlardan qochish kerak, chunki to'g'ri burchak radiatsiya hosil qiladi.90 ° burchakka yo'l qo'ymaslik uchun, hizalama burchakka kamida ikkita 45 ° burchakli simi bo'lishi kerak.
5. Haddan tashqari teshikdan foydalanish ehtiyot bo'lishi kerak
Deyarli barcha PCB sxemalarida turli qatlamlar o'rtasida o'tkazuvchan aloqani ta'minlash uchun viaslardan foydalanish kerak.Ba'zi hollarda ular ko'zgularni ham hosil qiladi, chunki hizalanishda vizalar yaratilganda xarakterli impedans o'zgaradi.
Shuni ham unutmaslik kerakki, avizolar hizalanish uzunligini oshiradi va mos kelishi kerak.Differensial hizalanishda, iloji bo'lsa, viteslardan qochish kerak.Agar buning oldini olishning iloji bo'lmasa, signal va qaytish yo'llaridagi kechikishlarni qoplash uchun ikkala hizalamada ham avizolardan foydalanish kerak.
6. Kabellar va jismoniy ekranlash
Raqamli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kabellar va analog oqimlar parazitar sig'im va indüktans hosil qilishi mumkin, bu esa EMC bilan bog'liq ko'plab muammolarni keltirib chiqarishi mumkin.Agar o'ralgan juftlik kabellari ishlatilsa, ulanishning past darajasi saqlanadi va hosil bo'lgan magnit maydonlar yo'q qilinadi.Yuqori chastotali signallar uchun EMI shovqinlarini bartaraf qilish uchun old va orqa tuproqli ekranlangan kabellardan foydalanish kerak.
Jismoniy ekranlash - bu EMIning PCB sxemasiga kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun tizimning butun yoki bir qismini metall paketga o'rash.Ushbu ekranlash yopiq, yerni o'tkazuvchi kondansatör kabi ishlaydi, antenna halqasining hajmini kamaytiradi va EMI ni o'zlashtiradi.
Yuborilgan vaqt: 23-noyabr-2022