Am PCB Design, elektromagnetesch Kompatibilitéit (EMC) an déi assoziéiert elektromagnéitesch Interferenz (EMI) sinn traditionell zwee grouss Kappwéi fir Ingenieuren, besonnesch an de Circuitboard Designs vun haut a Komponente Packagen schrumpfen weider, OEMs erfuerderen méi héije Geschwindegkeetssystemer.An dësem Artikel wäert ech deelen wéi elektromagnetesch Problemer am PCB Design ze vermeiden.
1. Crosstalk an Ausriichtung ass de Fokus
Ausriichtung ass besonnesch wichteg fir de richtege Stroum vum Stroum ze garantéieren.Wann de Stroum aus engem Oszilléierer oder aneren ähnlechen Apparat kënnt, ass et besonnesch wichteg de Stroum vun der Buedemschicht getrennt ze halen, oder datt de Stroum parallel mat enger anerer Ausrichtung leeft.Zwee High-Speed-Signaler parallel kënnen EMC an EMI generéieren, besonnesch Crosstalk.Et ass wichteg d'Widderstandsweeër sou kuerz wéi méiglech ze halen an d'Réckstroumweeër sou kuerz wéi méiglech.D'Längt vum Retourwee soll d'selwecht sinn wéi d'Längt vum Iwwerdroungswee.
Fir EMI gëtt ee Wee de "Verletzungswee" genannt an deen aneren ass den "Afferwee".Induktiv a kapazitiv Kupplung beaflosst den "Affer" Wee wéinst der Präsenz vun elektromagnéitesche Felder, sou datt d'Forward a Reverse Stréim um "Affer Wee" generéiert.Op dës Manéier gëtt Ripple an engem stabilen Ëmfeld generéiert wou d'Sendungs- an Empfangslängt vum Signal bal gläich sinn.
An engem gutt equilibréierten Ëmfeld mat stabilen Ausriichtungen, sollten déi induzéiert Stréim géigesäiteg annuléieren, sou datt Crosstalk eliminéiert gëtt.Mir sinn awer an enger imperfekter Welt wou sou eppes net geschitt.Dofir ass eist Zil datt Crosstalk fir all Ausriichtung op e Minimum gehale muss ginn.Den Effekt vum Crosstalk kann miniméiert ginn wann d'Breet tëscht parallele Linnen zweemol d'Breet vun de Linnen ass.Zum Beispill, wann d'Linn Breet 5 Mills ass, soll de Minimum Distanz tëscht zwou parallel Linnen 10 Mills oder méi grouss ginn.
Wéi nei Materialien a Komponenten weider optrieden, mussen PCB Designer och weider mat EMC an Interferenzproblemer këmmeren.
2. Decoupling capacitors
Decoupling capacitors reduzéieren déi ongewollt Effekter vun Crosstalk.Si sollten tëscht de Kraaft- a Buedempins vum Apparat lokaliséiert sinn, wat eng geréng AC-Impedanz garantéiert a Kaméidi a Crosstalk reduzéiert.Fir eng niddreg Impedanz iwwer e breet Frequenzbereich z'erreechen, sollten Multiple Entkopplungskondensatoren benotzt ginn.
E wichtege Prinzip fir Ofkopplungskondensatoren ze placéieren ass datt de Kondensator mat dem niddregsten Kapazitéitwäert esou no wéi méiglech un den Apparat plazéiert ass fir induktiv Effekter op d'Ausriichtung ze reduzéieren.Dëse spezielle Kondensator soll esou no wéi méiglech un d'Energieversuergungspins vum Apparat oder d'Energieversuergung Raceway plazéiert ginn an d'Pads vum Kondensator sollen direkt mat de Vias oder Buedemniveau verbonne sinn.Wann d'Ausrichtung laang ass, benotzt verschidde Vias fir d'Buedimpedanz ze minimiséieren.
3. Buedem vum PCB
E wichtege Wee fir EMI ze reduzéieren ass d'PCB-Grondschicht ze designen.Den éischte Schrëtt ass d'Grondfläche sou grouss wéi méiglech am Gesamtfläch vum PCB Board ze maachen, sou datt Emissiounen, Crosstalk a Kaméidi reduzéiert kënne ginn.Besonnesch Suergfalt muss geholl ginn wann Dir all Komponent mat engem Grondpunkt oder Buedemschicht verbënnt, ouni déi den neutraliséierende Effekt vun enger zouverléisseger Buedemschicht net voll genotzt ka ginn.
E besonnesch komplexe PCB Design huet verschidde stabil Spannungen.Idealerweis huet all Referenzspannung seng eege entspriechend Buedemschicht.Wéi och ëmmer, ze vill Buedemschichten géifen d'Fabrikatiounskäschte vum PCB erhéijen an et ze deier maachen.E Kompromiss ass d'Grondschichten op dräi bis fënnef verschiddene Plazen ze benotzen, jidderee kann e puer Grondsektiounen enthalen.Dëst kontrolléiert net nëmmen d'Fabrikatiounskäschte vum Board, awer reduzéiert och EMI an EMC.
E nidderegen Impedanz-Grondsystem ass wichteg wann EMC miniméiert soll ginn.An engem Multilayer PCB ass et léiwer eng zouverlässeg Buedemschicht ze hunn anstatt e Kupferbalanceblock (Kupferdéif) oder eng verspreet Buedemschicht well et eng niddereg Impedanz huet, e Stroumwee bitt an déi bescht Quell vu Récksignaler ass.
D'Längt vun der Zäit dauert d'Signal fir zréck op de Buedem ass och ganz wichteg.D'Zäit fir d'Signal fir an d'Quell ze reesen muss vergläichbar sinn, soss entsteet en antennähnlecht Phänomen, wat et erlaabt datt d'strahlend Energie Deel vum EMI gëtt.Ähnlech soll d'Ausrichtung vum Stroum op / vun der Signalquell sou kuerz wéi méiglech sinn, wann d'Quell an d'Retourweeër net vun der selwechter Längt sinn, da wäert d'Buedemsprong optrieden an dëst wäert och EMI generéieren.
4. Vermeiden 90 ° Wénkel
Fir EMI ze reduzéieren, sollten d'Ausrichtung, Vias an aner Komponenten vermeit ginn fir en 90 ° Wénkel ze bilden, well e richtege Wénkel Stralung generéiert.Fir 90 ° Wénkel ze vermeiden, soll d'Ausrichtung op d'mannst zwee 45 ° Wénkeldraht zum Eck sinn.
5. D'Benotzung vun iwwer-Lach muss virsiichteg sinn
An bal all PCB Layouten muss vias benotzt ginn eng konduktiv Verbindung tëscht de verschiddene Schichten ze bidden.An e puer Fäll produzéiere se och Reflexiounen, well déi charakteristesch Impedanz ännert wann d'Vias an der Ausrichtung erstallt ginn.
Et ass och wichteg ze erënneren datt Vias d'Längt vun der Ausriichtung erhéijen a musse passen.Am Fall vun Differentialalignatiounen, Vias solle vermeit ginn, wa méiglech.Wann dëst net verhënnert ka ginn, solle Vias a béid Ausriichtungen benotzt ginn fir Verspéidungen an de Signal- a Retourweeër ze kompenséieren.
6. Kabelen a kierperlech shielding
Kabelen, déi digital Circuiten an analog Stréim droen, kënnen parasitär Kapazitéit an Induktioun generéieren, wat vill EMC-relatéiert Probleemer verursaacht.Wann verdreift Pair Kabele benotzt ginn, gëtt e nidderegen Niveau vun der Kopplung behalen an d'Magnéitfelder generéiert ginn eliminéiert.Fir Héichfrequenzsignaler musse geschützte Kabele benotzt ginn, mat béide Front- a Backgrounded, fir EMI Interferenz ze eliminéieren.
Kierperlech Schirmung ass d'Encasing vum ganzen oder en Deel vum System an engem Metal Package fir ze verhënneren datt EMI an de PCB Circuit erakënnt.Dës Schirmung handelt wéi e zouenen, Buedemleitungskondensator, reduzéiert d'Gréisst vun der Antenneschleife an absorbéiert EMI.
Post Zäit: Nov-23-2022