Osnovna pravila za EMC PCB-a s mješovitim signalom su.
- Strujni put neka bude bliži izvoru i što kompaktniji kako bi područje petlje bilo što manje.
- Osigurajte samo jednu referentnu uzemljenu ravninu za sustav; inače, to je jednako namjernom stvaranju dipolne antene.
Zamislite PCB sklop visokofrekventnog pretvarača gdje su ulazni napon i struja analogni signali. Prekidači u pretvaraču počinju se prebacivati primjenom signala digitalnog sata. Krug napajanja u pretvaraču je analogni, a upravljački krug je digitalan.
PCB pretvarača je PCB mješovitog signala jer obrađuje i analogne i digitalne signale. U PCB-u s miješanim signalom, analogni i digitalni signali moraju biti fizički odvojeni u procesu poznatom kao "particioniranje".
Projektiranje PCB-a s mješovitim signalom predstavlja izazov jer analogne i digitalne komponente imaju različite struje, napone i nazivne snage. Međutim, poštivanje nekih osnovnih pravila dizajna pomoći će u pojednostavljenju particioniranja i rasporeda PCB-a s miješanim signalom.
Dizajneri moraju pažljivo podijeliti PCB-ove s mješovitim signalom i dizajnirati izglede
Postizanje elektromagnetske kompatibilnosti (EMC) je pitanje od velike zabrinutosti dizajnera PCB-a s mješovitim signalom. Kada analogni i digitalni signali koegzistiraju na PCB-u bez izolacije, oni će vjerojatno biti pomiješani zajedno, uzrokujući preslušavanje i elektromagnetske smetnje. Na primjer, struje uzemljenja digitalne logike mogu kontaminirati analogne signale niske razine na PCB-u s mješovitim signalom. To može dovesti do pogrešaka povratne sprege, kvarova upravljačkog sustava i harmonika u izlaznom valnog oblika. U tim slučajevima, elektromagnetska kompatibilnost PCB-a s mješovitim signalom je ugrožena, što rezultira lošim performansama proizvoda. Ispravno particioniranje i pravilan raspored pomažu zadržati digitalne i analogne signale izoliranim i sprječavaju njihovo međusobno ometanje, čime se uvelike smanjuju preslušavanje.
Prilikom particioniranja i rasporeda PCB-a s miješanim signalom, moraju se poštivati dva pravila.
1. Držite put struje bliže izvoru i što je moguće kompaktniji kako bi područje petlje bilo što manje.
2. Osigurajte samo jednu referentnu uzemljenu ravninu za sustav; inače, to je jednako namjernom stvaranju dipolne antene.
Ova dva pravila smatraju se osnovnim principima particioniranja PCB-a s mješovitim signalom i dizajna izgleda. Evo, naučimo više o ova dva zlatna pravila.
Pravilo 1. Neka trenutni put bude lokaliziran i kompaktan
Svaki signal koji teče na PCB vraća se izvoru kroz uzemljenje. Signalni vodovi i povratni vodovi tvore strujnu petlju na PCB-u. Prema prvom gore spomenutom pravilu, povratne vodove treba postaviti tako da budu uz izvor signala, stvarajući minimalno područje petlje.
P: Zašto se preporučuje ova postavka i zašto to smanjuje elektromagnetske smetnje?
Sve povratne struje radije teku putovima niske impedancije. Kada se povratni vod nalazi neposredno ispod signalne linije, strujna petlja ima najnižu impedanciju. Kada signalna linija i njezin povratni vod tvore veliku petlju, formira se put visoke impedancije. To je uzrokovano parazitskim kapacitetom i induktivnošću u strujnoj petlji.
Kada su signalni i povratni vodovi udaljeni, parazitski kapacitet ima visoku vrijednost, povećavajući impedanciju petlje. Također postoji odnos između induktiviteta petlje i udaljenosti koju naboj prijeđe, što dodatno povećava impedanciju puta. Kada je petlja velika, naboj koji odlazi iz izvora mora prijeći veliku udaljenost da bi stigao do zemlje. To povećava induktivnost strujne petlje, što zauzvrat povećava impedanciju.
Kada visokofrekventni analogni signali teku kroz velike strujne petlje s visokom impedancijom, emitiraju zračenje i uzrokuju smetnje. Slično, analogni signali niske razine su osjetljiviji na elektromagnetske smetnje kada prolaze kroz strujne petlje visoke impedancije. Osim toga, signalni i povratni vodovi tvore okvirnu antenu koja pogoršava EMI problem. Stoga želimo trenutnu petlju učiniti kratkom, lokaliziranom i kompaktnom.
Pravilo 2. Potreba za jednom referentnom zemljom
Split zemaljska ravnina način je izolacije digitalnog i analognog uzemljenja. U ovoj metodi, ravnine uzemljenja su odvojene jedna od druge i nije moguće ožičiti na razvodu. U takvim PCB-ima gdje su ravni uzemljenja odvojene jedna od druge, dvije su ravnine uzemljenja spojene samo u blizini izvora napajanja, tvoreći veliku strujnu petlju, što nije povoljno za dizajn PCB-a s neosjetljivim elektromagnetskim smetnjama. Osim toga, analogna i digitalna uzemljena ploha su na različitim potencijalima, a dugačke žice položene na te ravnine tvore pravu dipolnu antenu koja emitira elektromagnetsko zračenje.
Imajući sve ove čimbenike na umu, particioniranje PCB-a s mješovitim signalom je idealan pristup. Particioniranje održava referentnu uzemljenu ravninu zajedničkom. Analogni signali se usmjeravaju u analogni dio, a digitalni signali se usmjeravaju u digitalni dio, tako da su signali na svom mjestu.
Za EMI simulaciju cjelokupnih sustava za velike i složene vrlo velike, automobilske, mobilne i zrakoplovne sustave, može se koristiti softver Clarity™ 3D Transient Solver.
Clarity 3D Transient Solver povećava brzinu simulacije dizajna elektromagnetskih smetnji (EMI) do 10 puta u odnosu na tradicionalne 3D rješavače polja i ima gotovo neograničene mogućnosti simulacije. Temeljen na Cadence-ovoj tehnologiji masivno paralelnog matričnog rješavača, Clarity 3D Transient Solver omogućuje dugotrajnim i skupim anehogenim laboratorijima izvođenje prototipa EMC testiranja, simulirajući velike dizajne koji su se prije smatrali nepraktičnim ili nerješivim, skraćujući cikluse dizajna i ubrzavajući vrijeme.
Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., osnovan 2010., profesionalni je proizvođač specijaliziran zaSMT stroj za odabir i postavljanje, reflow pećnica,stroj za tisak šablona, SMT proizvodna linija i drugi SMT proizvodi.
Posjeduje vlastiti obradni centar, vješt montažer, tester i QC inženjeri, kako bi se osigurale jake sposobnosti za proizvodnju, kvalitetu i isporuku NeoDen strojeva.
3 različita R&D tima s ukupno 25 plus profesionalnih R&D inženjera, kako bi se osigurao bolji i napredniji razvoj i nove inovacije.
Vješti i profesionalni inženjeri za podršku i usluge na engleskom jeziku, kako bi se osigurao brz odgovor u roku od 8 sati, rješenje pruža u roku od 24 sata.
Jedinstveni među svim kineskim proizvođačima koji su registrirali i odobrili CE od strane TUV NORD-a.