Чӣ тавр ба тарҳрезии тақсимоти PCB сигнали омехта ноил шудан мумкин аст?

Реферат: Тарҳрезии схемаи сигналҳои омехта PCB хеле мураккаб аст. Тарҳ ва сими ҷузъҳо ва коркарди таъминоти барқ ​​​​ва сими заминӣ ба кори схема ва мутобиқати электромагнитӣ мустақиман таъсир мерасонад. Тарҳи тақсимоти замин ва қувваи дар ин мақола овардашуда метавонад кори схемаҳои сигналҳои омехтаро оптимизатсия кунад.

ipcb

Чӣ тавр дахолати мутақобилан байни сигнали рақамӣ ва сигнали аналогиро кам кардан мумкин аст? Пеш аз тарҳрезӣ, мо бояд ду принсипи асосии мутобиқати электромагнитӣ (EMC) -ро дарк кунем: Принсипи аввал кам кардани майдони ҳалқаи ҷорӣ аст; Принсипи дуюм ин аст, ки система танҳо як сатҳи истинодро истифода мебарад. Баръакс, агар система дорои ду ҳавопаймои истинодӣ бошад, он метавонад мавҷгири диполиро ташкил кунад (Эзоҳ: андозаи радиатсияи антеннаи хурди диполӣ ба дарозии хат, миқдори ҷараёни ҷорӣ ва басомад мутаносиб аст); ва агар сигнал ба қадри имкон гузашта натавонад Бозгашти ҳалқаи хурд метавонад мавҷгири калони ҳалқаро ташкил диҳад (Эзоҳ: андозаи радиатсияи мавҷгири ҳалқаи хурд ба майдони ҳалқа, ҷараёни ҷараён аз ҳалқа ва квадрат мутаносиб аст. басомад). Дар тарҳрезӣ то ҳадди имкон аз ин ду ҳолат канорагирӣ кунед.

Пешниҳод карда мешавад, ки хоки рақамӣ ва аналогӣ дар тахтаи микросхемаҳои омехта ҷудо карда шавад, то ҷудокунии байни замини рақамӣ ва хоки аналогӣ ба даст оварда шавад. Гарчанде ки ин усул имконпазир аст, мушкилоти зиёди эҳтимолӣ, махсусан дар системаҳои мураккаби калонҳаҷм вуҷуд дорад. Мушкилоти муҳимтарин дар он аст, ки онро дар байни тақсимоти тақсимот идора кардан мумкин нест. Пас аз он ки фосилаи тақсимшавӣ ба роҳ монда мешавад, радиатсияи электромагнитӣ ва байниҳамдигарии сигнал якбора зиёд мешавад. Мушкилоти маъмултарин дар тарҳрезии PCB ин аст, ки хати сигнал аз замини тақсимшуда ё таъминоти барқ ​​убур мекунад ва мушкилоти EMI ба вуҷуд меорад.

Чӣ тавр ба даст овардани тарҳи тақсимоти PCB сигнали омехта

Тавре ки дар расми 1 нишон дода шудааст, мо усули тақсимоти дар боло зикршударо истифода мебарем ва хати сигнал аз фосилаи байни ду замина мегузарад. Роҳи бозгашти ҷараёни сигнал чӣ гуна аст? Фарз мекунем, ки ду заминаҳои тақсимшуда дар ҷое ба ҳам пайвастанд (одатан пайвасти як нуқта дар макони муайян), дар ин ҳолат, ҷараёни замин як ҳалқаи калонро ташкил медиҳад. Ҷараёни басомади баланд, ки аз ҳалқаи калон мегузарад, радиатсия ва индуктивии баланди заминро ба вуҷуд меорад. Агар ҷараёни аналогии сатҳи паст аз ҳалқаи калон ҷараён гирад, он тавассути сигналҳои беруна ба осонӣ халал мерасонад. Бадтарин чиз он аст, ки вақте ки заминҳои тақсимшуда дар қувваи барқ ​​​​пайваст карда мешаванд, як ҳалқаи ҷараён хеле калон ба вуҷуд меояд. Илова бар ин, замини аналогӣ ва рақамӣ бо сими дароз пайваст карда мешавад, то мавҷгири диполӣ ташкил кунад.

Фаҳмидани роҳ ва усули бозгашти ҷорӣ ба замин калиди оптимизатсияи тарҳи панели схемаи омехта мебошад. Бисёре аз муҳандисони тарроҳӣ танҳо дар куҷо ҷорӣ шудани ҷараёни сигналро баррасӣ мекунанд ва роҳи мушаххаси ҷараёнро нодида мегиранд. Агар қабати замин бояд тақсим карда шавад ва ноқилҳо бояд тавассути фосилаи байни қисмҳо гузаронида шаванд, дар байни заминаҳои тақсимшуда пайвасти ягонаи нуқта барои ташкили пули пайвастшавӣ байни ду замин ва сипас тавассути пули пайвастшавӣ гузаронида мешавад. . Бо ин роҳ, дар зери ҳар як хати сигнал роҳи бозгашти мустақими ҷараёнро таъмин кардан мумкин аст, то майдони ҳалқаи ташкилшуда хурд бошад.

Истифодаи дастгоҳҳои изолятсияи оптикӣ ё трансформаторҳо инчунин метавонад сигналро дар холигии сегментатсия ба даст орад. Барои аввал, он сигнали оптикӣ аст, ки холигии сегментатсияро убур мекунад; дар мавриди трансформатор, он майдони магнитӣ аст, ки холигии сегментатсияро убур мекунад. Усули дигари имконпазир ин истифодаи сигналҳои дифференсиалӣ мебошад: сигнал аз як хат ворид мешавад ва аз хати дигари сигнал бармегардад. Дар ин ҳолат, замин ҳамчун роҳи бозгашт лозим нест.

Барои амиқ омӯхтани дахолати сигналҳои рақамӣ ба сигналҳои аналогӣ, мо бояд аввал хусусиятҳои ҷараёнҳои баландбасомадро фаҳмем. Барои ҷараёнҳои басомади баланд, ҳамеша роҳро бо камтарин импеданс (индуктивии пасттарин) ва бевосита дар зери сигнал интихоб кунед, аз ин рӯ ҷараёни бозгашт аз қабати схемаи ҳамсоя мегузарад, новобаста аз он ки қабати ҳамсоя қабати барқ ​​аст ё қабати замин .

Дар кори воқеӣ, он одатан майл ба истифодаи замини ягона ва тақсим кардани PCB ба як қисми аналогӣ ва як қисми рақамӣ аст. Сигнали аналогӣ дар майдони аналогии ҳама қабатҳои тақвимӣ ва сигнали рақамӣ дар минтақаи схемаи рақамӣ интиқол дода мешавад. Дар ин ҳолат, ҷараёни бозгашти сигнали рақамӣ ба хоки сигнали аналогӣ ҷорӣ намешавад.

Танхо вакте ки сигнали рацамй дар кисми аналогии платаи схемавй ё сими аналогй дар кисми рацамй пайваст карда мешавад, интерференцияи сигнали рацамй ба сигнали аналогй пайдо мешавад. Ин гуна мушкилот аз он сабаб ба вуҷуд намеояд, ки замини тақсимшуда вуҷуд надорад, сабаби аслӣ ноқилҳои нодурусти сигнали рақамӣ мебошад.

Тарҳрезии PCB замини ягонаро тавассути тақсимоти схемаи рақамӣ ва аналогӣ ва ноқилҳои мувофиқ қабул мекунад, одатан метавонад баъзе мушкилоти душвортареро ҳал кунад ва ҳамзамон он боиси мушкилоти эҳтимолии тақсимоти замин мегардад. Дар ин ҳолат, тарҳрезӣ ва тақсимоти ҷузъҳо калиди муайян кардани ҷиҳатҳои мусбӣ ва манфии тарҳ мегардад. Агар тарҳ оқилона бошад, ҷараёни рақамии заминӣ бо қисми рақамии тахтаи ноҳиявӣ маҳдуд мешавад ва ба сигнали аналогӣ халал намерасонад. Чунин симхоро бодиккат санчидан ва санчидан лозим аст, то ки коидахои васлкунй 100 фоиз риоя карда шаванд. Дар акси ҳол, масири нодурусти хати сигнал як тахтаи схемаи хеле хубро комилан нобуд мекунад.

Ҳангоми ба ҳам пайваст кардани симҳои заминии аналогӣ ва рақамии конвертери A/D, аксари истеҳсолкунандагони конвертерҳои A/D пешниҳод мекунанд: Пайвасткунакҳои AGND ва DGND-ро ба ҳамон як хоки импеданси паст тавассути сими кӯтоҳтарин пайваст кунед. (Эзоҳ: Азбаски аксари микросхемаҳои табдилдиҳандаи A/D заминаҳои аналогӣ ва замини рақамиро ба ҳам намепайванданд, хоки аналогӣ ва рақамӣ бояд тавассути пинҳои беруна пайваст карда шавад.) Ҳар гуна импеданси беруна, ки ба DGND пайваст аст, зарфияти паразитӣ мегузарад. Садои бештари рақамӣ ба схемаҳои аналогӣ дар дохили IC пайваст карда мешавад. Тибқи ин тавсия, шумо бояд пинҳои AGND ва DGND-и конвертери A/D-ро ба хоки аналогӣ пайваст кунед, аммо ин усул мушкилотеро ба вуҷуд меорад, ки оё терминали заминии конденсатори ҷудокунии сигнали рақамӣ бояд ба хоки аналогӣ пайваст карда шавад. ё заминаи рақамӣ.

Чӣ тавр ба даст овардани тарҳи тақсимоти PCB сигнали омехта

Агар система танҳо як табдилдиҳандаи A/D дошта бошад, мушкилоти дар боло зикршударо ба осонӣ ҳал кардан мумкин аст. Тавре ки дар расми 3 нишон дода шудааст, заминро тақсим кунед ва хоки аналогӣ ва рақамиро дар зери конвертери A / D пайваст кунед. Ҳангоми қабули ин усул, бояд боварӣ ҳосил кард, ки паҳнои пули пайвасткунандаи байни ду замин ба паҳнои IC баробар бошад ва ягон хати сигнал аз холигии тақсимкунӣ убур карда наметавонад.

Агар дар система конвертерҳои A/D зиёд бошанд, масалан, конвертерҳои A/D-ро чӣ тавр пайваст кардан мумкин аст? Агар замини аналогӣ ва замини рақамӣ дар зери ҳар як табдилдиҳандаи A / D пайваст карда шаванд, пайвасти бисёрнуқтаҳо тавлид мешавад ва ҷудошавӣ байни замини аналогӣ ва замини рақамӣ бемаънӣ аст. Агар шумо бо ин роҳ пайваст нашавед, он талаботи истеҳсолкунандаро вайрон мекунад.