PCB disinn ta ‘ċirkwit tas-sinjal imħallat huwa kkumplikat ħafna. It-tqassim u l-wajers tal-komponenti u l-ipproċessar tal-provvista tal-enerġija u l-wajer tal-art se jaffettwaw direttament il-prestazzjoni taċ-ċirkwit u l-prestazzjoni tal-kompatibilità elettromanjetika. Id-disinn tal-partizzjoni tal-provvista ta ‘l-art u l-enerġija introdotta f’dan id-dokument jista’ jottimizza l-prestazzjoni ta ‘ċirkwiti ta’ sinjal imħallat.

Kif tnaqqas l-interferenza bejn sinjali diġitali u analogi? Żewġ prinċipji bażiċi ta ‘kompatibilità elettromanjetika (EMC) għandhom jinftiehmu qabel id-disinn: l-ewwel prinċipju huwa li timminimizza l-erja tal-linja kurrenti; It-tieni prinċipju huwa li s-sistema tuża pjan ta’ referenza wieħed biss. Għall-kuntrarju, jekk is-sistema għandha żewġ pjani ta ‘referenza, huwa possibbli li tifforma antenna dipol (nota: ir-radjazzjoni ta’ antenna dipole żgħira hija proporzjonali għat-tul tal-linja, l-ammont ta ‘kurrent li jiċċirkola, u l-frekwenza). Jekk is-sinjal ma jerġax lura mill-iżgħar loop possibbli, tista ‘tiġi ffurmata antenna ċirkolari kbira. Evita kemm jista ‘jkun it-tnejn fid-disinn tiegħek.

Ġie ssuġġerit li tissepara l-art diġitali u l-art analoga fuq il-bord taċ-ċirkwit tas-sinjal imħallat biex jinkiseb iżolament bejn l-art diġitali u l-art analoga. Għalkemm dan l-approċċ huwa fattibbli, għandu ħafna problemi potenzjali, speċjalment f’sistemi kbar u kumplessi. L-aktar problema kritika hija li ma jaqsamx il-wiring tal-qasma tal-qasma, ladarba qasmet il-wajers tal-qasma tal-qasma, ir-radjazzjoni elettromanjetika u l-crosstalk tas-sinjali se jiżdiedu b’mod drammatiku. L-aktar problema komuni fid-disinn tal-PCB hija problema EMI kkawżata minn linja tas-sinjal li taqsam l-art jew il-provvista tal-enerġija.

Kif muri fil-Figura 1, nużaw il-metodu ta ‘segmentazzjoni ta’ hawn fuq, u l-linja tas-sinjal tifrex id-distakk bejn iż-żewġ art, x’inhi l-mogħdija tar-ritorn tal-kurrent tas-sinjal? Ejja ngħidu li ż-żewġ artijiet maqsuma huma konnessi f’xi punt (ġeneralment punt wieħed f’punt wieħed), f’liema każ il-kurrent tad-dinja se jifforma linja kbira. Il-kurrent ta ‘frekwenza għolja li jgħaddi mill-linja l-kbira se jiġġenera radjazzjoni u inductance art għolja. Jekk il-kurrent analogu ta ‘livell baxx li jgħaddi mill-linja kbira huwa faċli li jiġi interferit minn sinjali esterni. L-agħar ħaġa hija li meta s-sezzjonijiet huma konnessi flimkien fis-sors tal-enerġija, tiġi ffurmata linja ta ‘kurrent kbir ħafna. Barra minn hekk, l-art analoga u diġitali konnessa minn wajer twil jiffurmaw antenna dipol.

Il-fehim tal-mogħdija u l-mod tal-fluss lura tal-kurrent lejn l-art huwa ċ-ċavetta biex jiġi ottimizzat id-disinn tal-bord taċ-ċirkwit b’sinjal imħallat. Ħafna inġiniera tad-disinn jikkunsidraw biss fejn il-kurrent tas-sinjal jiċċirkola, u jinjora l-mogħdija speċifika tal-kurrent. Jekk is-saff ta ‘l-art għandu jkun diviż u għandu jiġi mgħoddi mill-vojt bejn il-ħitan, tista’ ssir konnessjoni ta ‘punt wieħed bejn l-art diviżorja biex tifforma pont ta’ konnessjoni bejn iż-żewġ saffi ta ‘l-art u mbagħad tiġi mgħoddija mill-pont ta’ konnessjoni. B’dan il-mod, mogħdija ta ‘backflow ta’ kurrent dirett tista ‘tiġi pprovduta taħt kull linja tas-sinjal, li tirriżulta f’żona ta’ loop żgħira.

Apparat ta ‘iżolament ottiku jew transformers jistgħu jintużaw ukoll biex jirrealizzaw is-sinjal li jaqsam id-distakk tas-segmentazzjoni. Għall-ewwel, huwa s-sinjal ottiku li jifrex id-distakk tas-segmentazzjoni. Fil-każ ta ‘transformer, huwa l-kamp manjetiku li jifrex id-distakk tal-qsim. Sinjali differenzjali huma wkoll possibbli: is-sinjali jidħlu minn linja waħda u jirritornaw mill-oħra, f’liema każ jintużaw bħala mogħdijiet ta ‘backflow bla bżonn.

Biex tesplora l-interferenza tas-sinjal diġitali għal sinjal analogu, l-ewwel irridu nifhmu l-karatteristiċi tal-kurrent ta ‘frekwenza għolja. Kurrent ta ‘frekwenza għolja dejjem jagħżel il-mogħdija bl-inqas impedenza (inductance) direttament taħt is-sinjal, għalhekk il-kurrent ta’ ritorn se jgħaddi mis-saff taċ-ċirkwit ta ‘ħdejha, ​​irrispettivament minn jekk is-saff ta’ ħdejn huwiex is-saff tal-provvista tal-enerġija jew is-saff tal-art.

Fil-prattika, huwa ġeneralment preferut li tuża partizzjoni PCB uniformi f’partijiet analogi u diġitali. Sinjali analogi huma mgħoddija fir-reġjun analogu tas-saffi kollha tal-bord, filwaqt li s-sinjali diġitali huma mgħoddija fir-reġjun taċ-ċirkwit diġitali. F’dan il-każ, il-kurrent tar-ritorn tas-sinjal diġitali ma jgħaddix fl-art tas-sinjal analogu.

L-interferenza minn sinjali diġitali għal sinjali analogi sseħħ biss meta s-sinjali diġitali jiġu mgħoddija jew is-sinjali analogi jiġu mgħoddija fuq il-partijiet diġitali tal-bord taċ-ċirkwit. Din il-problema mhix minħabba n-nuqqas ta ‘segmentazzjoni, ir-raġuni vera hija l-wajering mhux xieraq tas-sinjali diġitali.

Id-disinn tal-PCB juża unifikat, permezz taċ-ċirkwit diġitali u l-partizzjoni taċ-ċirkwit analogu u wajers tas-sinjali xierqa, ġeneralment jistgħu jsolvu xi wħud mill-problemi ta ‘tqassim u wajers aktar diffiċli, iżda wkoll ma jkollux xi problemi potenzjali kkawżati minn segmentazzjoni tal-art. F’dan il-każ, it-tqassim u l-qsim tal-komponenti jsiru kritiċi fid-determinazzjoni tal-kwalità tad-disinn. Jekk imqiegħed sew, il-kurrent tal-art diġitali se jkun limitat għall-parti diġitali tal-bord u mhux se jinterferixxi mas-sinjal analogu. Tali wajers għandhom jiġu ċċekkjati bir-reqqa u ċċekkjati biex tiġi żgurata konformità 100% mar-regoli tal-wajers. Inkella, linja ta ‘sinjal mhux xierqa se teqred kompletament bord ta’ ċirkwit tajjeb ħafna.

Meta tgħaqqad il-pinnijiet tal-art analogi u diġitali tal-konvertituri A/D flimkien, il-biċċa l-kbira tal-manifatturi tal-konvertituri A/D jirrakkomandaw li jgħaqqdu l-pinnijiet AGND u DGND mal-istess art b’impedenza baxxa billi tuża l-iqsar ċomb (Nota: Minħabba li l-biċċa l-kbira taċ-ċipep tal-konvertitur A/D ma jgħaqqdux art analoga u diġitali flimkien internament, l-art analoga u diġitali għandha tkun imqabbda permezz ta ‘pinnijiet esterni), kwalunkwe impedenza esterna konnessa ma’ DGND se tikkombina aktar storbju diġitali maċ-ċirkwit analogu ġewwa l-IC permezz ta ‘parassita. kapaċità. Wara din ir-rakkomandazzjoni, kemm il-pinnijiet tal-konvertitur A/D AGND kif ukoll DGND jeħtieġ li jiġu konnessi mal-art analoga, iżda dan l-approċċ iqajjem mistoqsijiet bħal jekk it-tarf tal-art tal-kapaċitatur tad-diżakkoppjar tas-sinjal diġitali għandux ikun imqabbad mal-art analoga jew diġitali.

Jekk is-sistema għandha konvertitur A/D wieħed biss, il-problema ta ‘hawn fuq tista’ tiġi solvuta faċilment. Kif muri fil-Figura 3, l-art hija maqsuma u s-sezzjonijiet tal-art analogi u diġitali huma konnessi flimkien taħt il-konvertitur A/D. Meta dan il-metodu jiġi adottat, huwa meħtieġ li jiġi żgurat li l-wisa ‘tal-pont bejn iż-żewġ siti tkun ugwali għall-wisa’ IC, u li l-ebda linja tas-sinjal ma tista ‘taqsam id-distakk tal-partizzjoni.

Jekk is-sistema għandha ħafna konvertituri A/D, pereżempju, 10 konvertituri A/D kif tikkonnettja? Jekk l-art analoga u diġitali huma konnessi taħt kull konvertitur A/D, se tirriżulta konnessjoni multipunt, u l-iżolament bejn l-art analoga u diġitali se jkun bla sens. Jekk ma tagħmilx hekk, tikser ir-rekwiżiti tal-manifattur.

L-aħjar mod huwa li tibda b’uniformi. Kif muri fil-Figura 4, l-art hija maqsuma b’mod uniformi f’partijiet analogi u diġitali. Dan it-tqassim mhux biss jissodisfa r-rekwiżiti tal-manifatturi tal-apparat IC għal konnessjoni ta ‘impedenza baxxa ta’ pinnijiet tal-art analogi u diġitali, iżda wkoll jevita problemi EMC ikkawżati minn antenna loop jew antenna dipol.

Jekk għandek dubji dwar l-approċċ unifikat tad-disinn tal-PCB b’sinjal imħallat, tista ‘tuża l-metodu ta’ partizzjoni tas-saff ta ‘l-art biex tqiegħed u tgħaddi l-bord taċ-ċirkwit kollu. Fid-disinn, għandha tingħata attenzjoni biex il-bord taċ-ċirkwit ikun faċli biex jiġi konness flimkien ma ‘jumpers jew resistors ta’ 0 ohm spazjati inqas minn 1/2 pulzier ‘il bogħod minn xulxin fl-esperiment aktar tard. Oqgħod attent għat-tqassim f’żoni u l-wajers biex tiżgura li l-ebda linja tas-sinjali diġitali ma tkun ‘il fuq mis-sezzjoni analoga fuq is-saffi kollha u li l-ebda linja tas-sinjali analogi ma tkun ‘il fuq mis-sezzjoni diġitali. Barra minn hekk, l-ebda linja tas-sinjal m’għandha taqsam id-distakk tal-art jew jaqsam id-distakk bejn is-sorsi tal-enerġija. Biex tittestja l-funzjoni tal-bord u l-prestazzjoni tal-EMC, ittestja mill-ġdid il-funzjoni tal-bord u l-prestazzjoni tal-EMC billi tgħaqqad iż-żewġ sulari flimkien permezz ta ‘reżistenza jew jumper ta’ 0 ohm. Meta tqabbel ir-riżultati tat-test, instab li fi kważi l-każijiet kollha, is-soluzzjoni unifikata kienet superjuri f’termini ta ‘funzjonalità u prestazzjoni EMC meta mqabbla mas-soluzzjoni maqsuma.

Il-metodu tad-diviżjoni tal-art għadu jaħdem?

Dan l-approċċ jista ‘jintuża fi tliet sitwazzjonijiet: xi apparati mediċi jeħtieġu kurrent ta’ tnixxija baxx ħafna bejn ċirkwiti u sistemi konnessi mal-pazjent; L-output ta ‘xi tagħmir ta’ kontroll tal-proċess industrijali jista ‘jkun imqabbad ma’ tagħmir elettromekkaniku storbjuż u ta ‘qawwa għolja; Każ ieħor huwa meta t-TAQSIM tal-PCB huwa soġġett għal restrizzjonijiet speċifiċi.

Normalment ikun hemm provvisti ta ‘enerġija diġitali u analogi separati fuq bord tal-PCB b’sinjal imħallat li jista’ u għandu jkollu wiċċ ta ‘provvista ta’ enerġija maqsuma. Madankollu, il-linji tas-sinjali biswit is-saff tal-provvista tal-enerġija ma jistgħux jaqsmu l-vojt bejn il-provvisti tal-enerġija, u l-linji tas-sinjali kollha li jaqsmu l-vojt għandhom ikunu jinsabu fuq is-saff taċ-ċirkwit biswit iż-żona kbira. F’xi każijiet, il-provvista tal-enerġija analoga tista ‘tiġi ddisinjata b’konnessjonijiet tal-PCB aktar milli wiċċ wieħed biex jiġi evitat il-qsim tal-wiċċ tal-enerġija.

Disinn tal-partizzjoni ta ‘PCB tas-sinjal imħallat

Id-disinn tal-PCB b’sinjal imħallat huwa proċess kumpless, il-proċess tad-disinn għandu jagħti attenzjoni lill-punti li ġejjin:

1. Aqsam il-PCB f’partijiet analogi u diġitali separati.

2. Tqassim xieraq tal-komponenti.

3. A/D konvertitur jitqiegħed madwar diviżorji.

4. Taqsamx l-art. Il-parti analoga u l-parti diġitali tal-bord taċ-ċirkwit huma mqiegħda b’mod uniformi.

5. Fis-saffi kollha tal-bord, is-sinjal diġitali jista ‘jiġi mgħoddi biss fil-parti diġitali tal-bord.

6. Fis-saffi kollha tal-bord, is-sinjali analogi jistgħu jiġu mgħoddija biss fil-parti analoga tal-bord.

7. Separazzjoni tal-qawwa analoga u diġitali.

8. Il-wajers m’għandhomx ikopru d-distakk bejn l-uċuħ tal-provvista tal-enerġija maqsuma.

9. Il-linji tas-sinjali li għandhom ikopru d-distakk bejn il-provvisti tal-enerġija maqsuma għandhom ikunu jinsabu fuq is-saff tal-wajers biswit żona kbira.

10. Analizza l-mogħdija attwali u l-mod tal-fluss tal-kurrent tad-dinja.

11. Uża regoli korretti tal-wajers.