Mewn dylunio PCB, mae cydweddoldeb electromagnetig (EMC) a'r ymyrraeth electromagnetig cysylltiedig (EMI) yn draddodiadol wedi bod yn ddau gur pen mawr i beirianwyr, yn enwedig mewn dyluniadau bwrdd cylched heddiw ac mae pecynnau cydrannau yn parhau i grebachu, mae angen systemau cyflymder uwch ar OEMs.Yn yr erthygl hon, byddaf yn rhannu sut i osgoi problemau electromagnetig mewn dylunio PCB.
1. Crosstalk ac aliniad yw'r ffocws
Mae aliniad yn arbennig o bwysig i sicrhau llif cywir y cerrynt.Os daw'r cerrynt o osgiliadur neu ddyfais debyg arall, mae'n arbennig o bwysig cadw'r cerrynt ar wahân i'r haen ddaear, neu gadw'r cerrynt rhag rhedeg ochr yn ochr ag aliniad arall.Gall dau signal cyflym ochr yn ochr gynhyrchu EMC ac EMI, yn enwedig crosstalk.Mae'n bwysig cadw llwybrau'r gwrthydd mor fyr â phosibl a'r llwybrau cerrynt dychwelyd mor fyr â phosibl.Dylai hyd y llwybr dychwelyd fod yr un fath â hyd y llwybr trosglwyddo.
Ar gyfer EMI, gelwir un llwybr yn “llwybr torri” a’r llall yn “llwybr dioddefwr”.Mae cyplu anwythol a chynhwysol yn effeithio ar y llwybr “dioddefwr” oherwydd presenoldeb meysydd electromagnetig, gan gynhyrchu ceryntau ymlaen a gwrthdro ar y “llwybr dioddefwr”.Yn y modd hwn, cynhyrchir crychdonni mewn amgylchedd sefydlog lle mae hyd trosglwyddo a derbyn y signal bron yn gyfartal.
Mewn amgylchedd cytbwys gydag aliniadau sefydlog, dylai'r cerrynt anwythol ganslo ei gilydd, gan ddileu crosstalk.Fodd bynnag, rydym mewn byd amherffaith lle nad yw'r fath beth yn digwydd.Felly, ein nod yw bod yn rhaid cadw crosstalk i'r lleiafswm ar gyfer pob aliniad.Gellir lleihau effaith crosstalk os yw'r lled rhwng llinellau cyfochrog ddwywaith lled y llinellau.Er enghraifft, os yw lled y llinell yn 5 mils, dylai'r pellter lleiaf rhwng dwy linell gyfochrog fod yn 10 mils neu fwy.
Wrth i ddeunyddiau a chydrannau newydd barhau i ymddangos, rhaid i ddylunwyr PCB hefyd barhau i ddelio â materion EMC ac ymyrraeth.
2. datgysylltu cynwysorau
Mae datgysylltu cynwysorau yn lleihau effeithiau annymunol crosstalk.Dylid eu lleoli rhwng pŵer a phinnau daear y ddyfais, sy'n sicrhau rhwystriant AC isel ac yn lleihau sŵn a crosstalk.Er mwyn cyflawni rhwystriant isel dros ystod amledd eang, dylid defnyddio cynwysyddion datgysylltu lluosog.
Egwyddor bwysig ar gyfer gosod cynwysyddion datgysylltu yw bod y cynhwysydd â'r gwerth cynhwysedd isaf yn cael ei osod mor agos â phosibl at y ddyfais i leihau effeithiau anwythol ar yr aliniadau.Dylid gosod y cynhwysydd penodol hwn mor agos â phosibl at binnau cyflenwad pŵer y ddyfais neu'r rasffordd cyflenwad pŵer a dylid cysylltu padiau'r cynhwysydd yn uniongyrchol â'r vias neu lefel y ddaear.Os yw'r aliniad yn hir, defnyddiwch ddulliau lluosog i leihau rhwystriant tir.
3. Sylfaen y PCB
Ffordd bwysig o leihau EMI yw dylunio haen sylfaen y PCB.Y cam cyntaf yw gwneud yr ardal sylfaen mor fawr â phosibl o fewn cyfanswm arwynebedd y bwrdd PCB fel y gellir lleihau allyriadau, crosstalk a sŵn.Rhaid cymryd gofal arbennig wrth gysylltu pob cydran â phwynt daear neu haen sylfaen, heb hynny ni ellir defnyddio effaith niwtraleiddio haen sylfaen ddibynadwy yn llawn.
Mae gan ddyluniad PCB arbennig o gymhleth sawl foltedd sefydlog.Yn ddelfrydol, mae gan bob foltedd cyfeirio ei haen sylfaen gyfatebol ei hun.Fodd bynnag, byddai gormod o haenau sylfaen yn cynyddu costau gweithgynhyrchu'r PCB ac yn ei gwneud yn rhy ddrud.Cyfaddawd yw defnyddio haenau sylfaen mewn tri i bum lleoliad gwahanol, a gall pob un ohonynt gynnwys sawl adran sylfaen.Mae hyn nid yn unig yn rheoli cost gweithgynhyrchu'r bwrdd, ond hefyd yn lleihau EMI ac EMC.
Mae system sylfaen rhwystriant isel yn bwysig os yw EMC i gael ei leihau.Mewn PCB amlhaenog mae'n well cael haen sylfaen ddibynadwy yn hytrach na bloc cydbwysedd copr (lladron copr) neu haen sylfaen wasgaredig gan fod ganddo rwystriant isel, yn darparu llwybr cyfredol a dyma'r ffynhonnell orau o signalau gwrthdro.
Mae'r amser y mae'r signal yn ei gymryd i ddychwelyd i'r ddaear hefyd yn bwysig iawn.Rhaid i'r amser a gymerir i'r signal deithio i'r ffynhonnell ac oddi yno fod yn gymaradwy, fel arall bydd ffenomen tebyg i antena yn digwydd, gan ganiatáu i'r egni pelydrol ddod yn rhan o'r EMI.Yn yr un modd, dylai aliniad y cerrynt i/o'r ffynhonnell signal fod mor fyr â phosibl, os nad yw'r ffynhonnell a'r llwybrau dychwelyd yr un hyd, bydd bownsio daear yn digwydd a bydd hyn hefyd yn cynhyrchu EMI.
4. Osgowch onglau 90°
Er mwyn lleihau EMI, dylid osgoi'r aliniad, vias a chydrannau eraill i ffurfio ongl 90 °, oherwydd bydd ongl sgwâr yn cynhyrchu ymbelydredd.Er mwyn osgoi ongl 90 °, dylai'r aliniad fod o leiaf ddau wifrau ongl 45 ° i'r gornel.
5. Mae angen i'r defnydd o or-dwll fod yn ofalus
Ym mron pob cynllun PCB, rhaid defnyddio vias i ddarparu cysylltiad dargludol rhwng y gwahanol haenau.Mewn rhai achosion, maent hefyd yn cynhyrchu adlewyrchiadau, gan fod y rhwystriant nodweddiadol yn newid pan fydd y vias yn cael eu creu yn yr aliniad.
Mae hefyd yn bwysig cofio bod vias yn cynyddu hyd yr aliniad a bod angen eu paru.Yn achos aliniadau gwahaniaethol, dylid osgoi vias lle bo modd.Os na ellir osgoi hyn, dylid defnyddio vias yn y ddau aliniad i wneud iawn am oedi yn y signal a llwybrau dychwelyd.
6. Ceblau a cysgodi corfforol
Gall ceblau sy'n cario cylchedau digidol a cheryntau analog gynhyrchu cynhwysedd parasitig ac anwythiad, gan achosi llawer o broblemau sy'n gysylltiedig ag EMC.Os defnyddir ceblau pâr troellog, cynhelir lefel isel o gyplu a chaiff y meysydd magnetig a gynhyrchir eu dileu.Ar gyfer signalau amledd uchel, rhaid defnyddio ceblau cysgodol, gyda'u blaenau a'u cefnau ar y gwaelod, i ddileu ymyrraeth EMI.
Cysgodi corfforol yw amgáu'r system gyfan neu ran ohoni mewn pecyn metel i atal EMI rhag mynd i mewn i'r cylchedwaith PCB.Mae'r cysgodi hwn yn gweithredu fel cynhwysydd caeedig sy'n dargludo'r ddaear, gan leihau maint y ddolen antena ac amsugno EMI.
Amser postio: Tachwedd-23-2022