Пры распрацоўцы друкаваных плат электрамагнітная сумяшчальнасць (EMC) і звязаныя з імі электрамагнітныя перашкоды (EMI) традыцыйна былі дзвюма галоўнымі галаўнымі болямі для інжынераў, асабліва ў сучасных канструкцыях друкаваных поплаткаў і камплектацыі кампанентаў працягваюць скарачацца, OEM-вытворцам патрабуюцца больш хуткадзейныя сістэмы.У гэтым артыкуле я распавяду, як пазбегнуць электрамагнітных праблем у распрацоўцы друкаванай платы.
1. У цэнтры ўвагі перакрыжаваныя перашкоды і выраўноўванне
Выраўноўванне асабліва важна для забеспячэння належнага праходжання току.Калі ток паходзіць ад асцылятара або іншай падобнай прылады, асабліва важна трымаць ток асобна ад зазямляльнага пласта або не дапускаць паралельнага з іншым выраўноўваннем.Два высакахуткасных сігналу паралельна могуць ствараць EMC і EMI, асабліва крыжаваныя перашкоды.Важна, каб шляхі рэзістараў былі як мага карацейшымі, а шляхі зваротнага току - як мага карацейшымі.Даўжыня зваротнага шляху павінна быць такой жа, як даўжыня шляху перадачы.
Для EMI адзін шлях называецца "шляхам парушэння", а другі - "шляхам ахвяры".Індуктыўная і ёмістная сувязь уздзейнічае на шлях "ахвяры" з-за наяўнасці электрамагнітных палёў, такім чынам ствараючы прамыя і зваротныя токі на "шляху ахвяры".Такім чынам, пульсацыя ствараецца ў стабільным асяроддзі, дзе даўжыня перадачы і прыёму сігналу амаль роўная.
У добра збалансаваным асяроддзі са стабільным выраўноўваннем наведзеныя токі павінны кампенсаваць адзін аднаго, такім чынам ухіляючы перакрыжаваныя перашкоды.Аднак мы жывем у недасканалым свеце, дзе такога не бывае.Такім чынам, наша мэта складаецца ў тым, каб крыжаваныя перашкоды былі зведзены да мінімуму для ўсіх выраўноўванняў.Эфект перакрыжаваных перашкод можна звесці да мінімуму, калі шырыня паміж паралельнымі лініямі ў два разы перавышае шырыню ліній.Напрыклад, калі шырыня лініі складае 5 мілі, мінімальная адлегласць паміж дзвюма паралельнымі лініямі павінна быць 10 мілі або больш.
Паколькі новыя матэрыялы і кампаненты працягваюць з'яўляцца, дызайнеры друкаваных плат таксама павінны працягваць мець справу з праблемамі ЭМС і перашкод.
2. Развязвальныя кандэнсатары
Развязвальныя кандэнсатары памяншаюць непажаданыя эфекты крыжаваных перашкод.Яны павінны размяшчацца паміж кантактамі харчавання і зазямлення прылады, што забяспечвае нізкі імпеданс пераменнага току і памяншае шум і крыжаваныя перашкоды.Для дасягнення нізкага імпедансу ў шырокім дыяпазоне частот варта выкарыстоўваць некалькі развязваючых кандэнсатараў.
Важным прынцыпам размяшчэння развязальных кандэнсатараў з'яўляецца тое, што кандэнсатар з самым нізкім значэннем ёмістасці размяшчаецца як мага бліжэй да прылады, каб паменшыць індуктыўны ўплыў на выраўноўванне.Гэты канкрэтны кандэнсатар павінен быць размешчаны як мага бліжэй да кантактаў блока сілкавання прылады або дарожкі качэння блока сілкавання, а калодкі кандэнсатара павінны быць падлучаныя непасрэдна да адтулін або ўзроўню зямлі.Калі выраўноўванне доўгае, выкарыстоўвайце некалькі адтулін, каб мінімізаваць супраціў зазямлення.
3. Зазямленне друкаванай платы
Важным спосабам зніжэння электрамагнітных перашкод з'яўляецца распрацоўка пласта зазямлення друкаванай платы.Першы крок - зрабіць плошчу зазямлення як мага большай у межах агульнай плошчы друкаванай платы, каб можна было паменшыць выпраменьванне, крыжаваныя перашкоды і шум.Неабходна праяўляць асаблівую асцярожнасць пры падключэнні кожнага кампанента да кропкі зазямлення або зазямляючага пласта, без якіх нейтралізуючы эфект надзейнага зазямляльнага пласта не можа быць цалкам выкарыстаны.
Асабліва складаная канструкцыя друкаванай платы мае некалькі стабільных напружанняў.У ідэале кожнае апорнае напружанне мае адпаведны пласт зазямлення.Аднак занадта вялікая колькасць слаёў зазямлення павялічыць выдаткі на вытворчасць друкаванай платы і зробіць яе занадта дарагой.Кампрамісам з'яўляецца выкарыстанне слаёў зазямлення ў трох-пяці розных месцах, кожнае з якіх можа ўтрымліваць некалькі секцый зазямлення.Гэта не толькі кантралюе кошт вытворчасці платы, але і зніжае EMI і EMC.
Сістэма зазямлення з нізкім імпедансам важная для мінімізацыі ЭМС.У шматслаёвай друкаванай плаце пераважней мець надзейны пласт зазямлення, а не медны балансір (крадзеж медзі) або разрознены пласт зазямлення, паколькі ён мае нізкі супраціў, забяспечвае шлях току і з'яўляецца лепшай крыніцай зваротных сігналаў.
Працягласць часу, неабходнага сігналу для вяртання на зямлю, таксама вельмі важная.Час, неабходны сігналу для праходжання да крыніцы і ад яе, павінен быць супастаўным, у адваротным выпадку адбудзецца падобная да антэны з'ява, што дазволіць выпраменьванай энергіі стаць часткай EMI.Аналагічным чынам, выраўноўванне току да/ад крыніцы сігналу павінна быць як мага карацейшым, калі крыніца і зваротны шляхі не аднолькавай даўжыні, адбудзецца адскок ад зямлі, і гэта таксама выкліча EMI.
4. Пазбягайце вуглоў 90°
Каб паменшыць электрамагнітныя перашкоды, варта пазбягаць выраўноўвання, скразных адтулін і іншых кампанентаў, якія ўтвараюць вугал 90°, таму што прамы вугал будзе ствараць выпраменьванне.Каб пазбегнуць кута 90 °, выраўноўванне павінна быць па меншай меры два кута 45 ° праводкі да кута.
5. Выкарыстанне над адтулінай трэба быць асцярожным
Амаль ва ўсіх макетах друкаванай платы для забеспячэння токаправоднага злучэння паміж рознымі пластамі неабходна выкарыстоўваць адтуліны.У некаторых выпадках яны таксама ствараюць адлюстраванне, так як характарыстычны імпеданс змяняецца, калі скразныя адтуліны ствараюцца ў выраўноўванні.
Таксама важна памятаць, што скразныя адтуліны павялічваюць даўжыню выраўноўвання і іх трэба сумяшчаць.У выпадку дыферэнцыяльнага выраўноўвання варта пазбягаць скразных адтулін, дзе гэта магчыма.Калі гэтага пазбегнуць немагчыма, трэба выкарыстоўваць пераходныя адтуліны ў абодвух выраўноўваннях, каб кампенсаваць затрымкі ў сігнале і зваротным шляху.
6. Кабелі і фізічнае экранаванне
Кабелі з лічбавымі схемамі і аналагавымі токамі могуць ствараць паразітную ёмістасць і індуктыўнасць, выклікаючы шмат праблем, звязаных з ЭМС.Калі выкарыстоўваюцца кабелі вітай пары, падтрымліваецца нізкі ўзровень сувязі і ўхіляюцца ствараемыя магнітныя палі.Для высокачашчынных сігналаў неабходна выкарыстоўваць экранаваныя кабелі з зазямленнем як на пярэдняй, так і на задняй панэлі, каб ліквідаваць перашкоды EMI.
Фізічнае экранаванне - гэта ахоўванне ўсёй сістэмы або яе часткі ў металічную ўпакоўку для прадухілення пранікнення электрамагнітных перашкод у схему друкаванай платы.Гэта экранаванне дзейнічае як замкнёны кандэнсатар, які праводзіць зямлю, памяншаючы памер рамкі антэны і паглынаючы электрамагнітныя перашкоды.
Час публікацыі: 23 лістапада 2022 г