PCB тарҳрезии схемаи сигнали омехта хеле мураккаб аст. Тарҳ ва ноқилҳои ҷузъҳо ва коркарди таъминоти барқ ​​​​ва сими заминӣ ба кори схема ва мутобиқати электромагнитӣ мустақиман таъсир мерасонад. Тарҳи тақсимоти заминӣ ва таъминоти барқ, ки дар ин мақола оварда шудааст, метавонад кори схемаҳои сигнали омехтаро оптимизатсия кунад.

Чӣ тавр дахолати байни сигналҳои рақамӣ ва аналогиро кам кардан мумкин аст? Пеш аз тарҳрезӣ бояд ду принсипи асосии мутобиқати электромагнитӣ (EMC) фаҳмида шавад: принсипи якум кам кардани майдони ҳалқаи ҷорӣ; Принсипи дуюм ин аст, ки система танҳо як ҳавопаймои истинодро истифода мебарад. Баръакс, агар система дорои ду ҳавопаймои истинодӣ бошад, он гоҳ мавҷгири диполӣ ташкил кардан мумкин аст (қайд кунед: радиатсияи антеннаи хурди диполӣ ба дарозии хат, миқдори ҷараёни ҷорӣ ва басомад мутаносиб аст). Агар сигнал тавассути ҳалқаи хурдтарини имконпазир барнагардад, метавонад мавҷгири калони даврашакл ба вуҷуд ояд. Дар тарҳрезии худ то ҳадди имкон аз ҳарду худдорӣ кунед.

Пешниҳод шудааст, ки замини рақамӣ ва замини аналогӣ дар тахтаи схемаи омехтаи сигнал ҷудо карда шавад, то ҷудошавӣ байни замини рақамӣ ва замини аналогӣ ба даст ояд. Гарчанде ки ин равиш имконпазир аст, он мушкилоти зиёди эҳтимолӣ дорад, махсусан дар системаҳои калон ва мураккаб. Мушкилоти аз ҳама муҳим ин нагузаштан аз ноқилҳои фосилаи тақсимкунӣ мебошад, ки пас аз убури ноқилҳои холигии тақсимот, радиатсияи электромагнитӣ ва мубодилаи сигнал ба таври назаррас афзоиш хоҳад ёфт. Мушкилоти маъмултарин дар тарроҳии PCB мушкилоти EMI мебошад, ки аз убури хати сигнал аз замин ё таъминоти барқ ​​ба вуҷуд омадааст.

Тавре ки дар расми 1 нишон дода шудааст, мо усули сегментатсияи дар боло зикршударо истифода мебарем ва хати сигнал фосилаи байни ду заминро фаро мегирад, роҳи бозгашти ҷараёни сигнал чӣ гуна аст? Фарз мекунем, ки ду замини тақсимшуда дар ягон нуқта пайваст мешаванд (одатан як нуқта дар як нуқта), 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, ки аз ҳалқаи калон мегузарад, тавассути сигналҳои беруна халалдор шудан осон аст. Бадтарин чиз дар он аст, ки ваќте ки ќисмњо дар манбаи энергия ба њам пайваст мешаванд, њалќаи љараёни хеле калон ба амал меояд. Илова бар ин, замини аналогӣ ва рақамӣ, ки бо сими дароз пайваст карда шудааст, мавҷгири диполро ташкил медиҳад.

Фаҳмидани роҳ ва тарзи бозгашти ҷорӣ ба замин калиди оптимизатсияи тарҳи тахтаи схемаи сигналҳои омехта мебошад. Бисёре аз муҳандисони тарроҳӣ танҳо дар куҷо ҷорӣ шудани ҷараёни сигналро баррасӣ мекунанд ва роҳи мушаххаси ҷараёнро сарфи назар мекунанд. Агар қабати замин бояд тақсим карда шавад ва бояд аз фосилаи байни қисмҳо гузаронида шавад, дар байни замини тақсимшуда як нуқтаи ягонаро метавон пайваст кард, то дар байни ду қабати заминӣ як пули пайвастшавӣ ба вуҷуд ояд ва сипас тавассути пули пайвастшавӣ интиқол дода шавад. Бо ин роҳ, дар зери ҳар як хати сигнал роҳи бозгашти мустақими ҷараёнро таъмин кардан мумкин аст, ки дар натиҷа майдони ҳалқаи хурд ба вуҷуд меояд.

Таҷҳизоти изолятсияи оптикӣ ё трансформаторҳо инчунин метавонанд барои амалӣ кардани сигнал аз холи сегментатсия истифода шаванд. Барои аввал, ин сигнали оптикӣ аст, ки холигии сегментатсияро фаро мегирад. Дар мавриди трансформатор, он майдони магнитӣ аст, ки фосилаи тақсимотро фаро мегирад. Сигналҳои дифференсиалӣ низ имконпазиранд: сигналҳо аз як хат ворид шуда, аз дигараш бармегарданд, дар ин ҳолат онҳо ҳамчун роҳи бозгашт бе зарурат истифода мешаванд.

Барои омӯхтани дахолати сигнали рақамӣ ба сигнали аналогӣ, мо бояд аввал хусусиятҳои ҷараёни басомади баландро фаҳмем. Ҷараёни басомади баланд ҳамеша роҳро бо импеданси пасттарин (индуктсия) бевосита дар зери сигнал интихоб мекунад, аз ин рӯ ҷараёни бозгашт аз қабати схемаи ҳамсоя мегузарад, новобаста аз он ки қабати ҳамсоя қабати таъминоти барқ ​​аст ё қабати замин.

Дар амал, ба таври умум истифода бурдани як қисмати PCB ба қисмҳои аналогӣ ва рақамӣ бартарӣ дода мешавад. Сигналҳои аналогӣ дар минтақаи аналогии ҳама қабатҳои тахта, дар ҳоле ки сигналҳои рақамӣ дар минтақаи схемаи рақамӣ равона карда мешаванд. Дар ин ҳолат, ҷараёни бозгашти сигнали рақамӣ ба замини сигнали аналогӣ намеояд.

Даалат аз сигналҳои рақамӣ ба сигналҳои аналогӣ танҳо вақте ба амал меояд, ки сигналҳои рақамӣ аз болои қисмҳои рақамии панели ноҳиявӣ интиқол дода мешаванд ё сигналҳои аналогӣ. Ин мушкилот аз набудани сегментатсия нест, сабаби аслӣ ноқилҳои нодурусти сигналҳои рақамӣ мебошад.

Тарҳрезии PCB муттаҳидшуда тавассути тақсимоти схемаи рақамӣ ва аналогӣ ва сими мувофиқи сигналро истифода мебарад, одатан метавонад баъзе аз мушкилоти мураккабтари тарҳрезӣ ва ноқилро ҳал кунад, аммо инчунин мушкилоти эҳтимолии аз сегментатсияи замин ба вуҷуд омадаро надорад. Дар ин ҳолат, тарҳрезӣ ва тақсимоти ҷузъҳо дар муайян кардани сифати тарҳ муҳим мегардад. Агар дуруст гузошта шавад, ҷараёни рақамии заминӣ бо қисми рақамии тахта маҳдуд мешавад ва ба сигнали аналогӣ халал намерасонад. Чунин ноқилҳо бояд бодиққат тафтиш ва санҷида шаванд, то 100% риояи қоидаҳои интиқолро таъмин кунанд. Дар акси ҳол, хати сигнали номувофиқ тахтаи схемаи хеле хубро комилан нобуд мекунад.

Ҳангоми ба ҳам пайваст кардани пинҳои заминии аналогӣ ва рақамии конвертерҳои A/D, аксари истеҳсолкунандагони конвертерҳои A/D тавсия медиҳанд, ки пинҳои AGND ва DGND-ро бо истифода аз симҳои кӯтоҳтарин ба як хоки муқовимати паст пайваст кунанд (Эзоҳ: Азбаски аксари микросхемаҳои конвертерҳои A/D заминаҳои аналогӣ ва рақамиро дар дохили худ пайваст намекунанд, хоки аналогӣ ва рақамӣ бояд тавассути пинҳои беруна пайваст карда шавад), ҳама гуна импеданси беруна, ки ба DGND пайваст мешавад, садои рақамии бештарро ба схемаи аналогӣ дар дохили IC тавассути паразитӣ пайваст мекунад. зарфият. Пас аз ин тавсия, ҳам пинҳои табдилдиҳандаи A/D AGND ва ҳам пинҳои DGND бояд ба замини аналогӣ пайваст карда шаванд, аммо ин равиш саволҳоеро ба миён меорад, ки оё охири заминии конденсатори ҷудокунии сигнали рақамӣ бояд ба хоки аналогӣ ё рақамӣ пайваст карда шавад.

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, замин тақсим карда мешавад ва қисмҳои заминии аналогӣ ва рақамӣ дар зери конвертери A / D пайваст карда мешаванд. Вақте ки ин усул қабул карда мешавад, бояд боварӣ ҳосил кард, ки паҳнои пули байни ду сайт ба паҳнои IC баробар аст ва ҳеҷ як хати сигнал аз холигии тақсимкунӣ убур карда наметавонад.

Агар система дорои бисёр конвертерҳои A / D бошад, масалан, 10 табдилдиҳандаи A / D, ки чӣ тавр пайваст шудан мумкин аст? Агар зери ҳар як табдилдиҳандаи A/D заминаҳои аналогӣ ва рақамӣ пайваст карда шаванд, Пайвастшавии бисёрнуқтаҳо ба вуҷуд меояд ва ҷудошавӣ байни заминаҳои аналогӣ ва рақамӣ бемаънӣ хоҳад буд. Агар ин тавр накунед, шумо талаботи истеҳсолкунандаро вайрон мекунед.

Беҳтарин роҳ ин аст, ки бо либоси ягона оғоз кунед. Тавре ки дар расми 4 нишон дода шудааст, замин яксон ба қисмҳои аналогӣ ва рақамӣ тақсим карда мешавад. Ин тарҳ на танҳо ба талаботи истеҳсолкунандагони дастгоҳи IC барои пайвасти импеданси пасти пинҳои заминии аналогӣ ва рақамӣ мувофиқат мекунад, балки аз мушкилоти EMC, ки аз мавҷгири ҳалқа ё мавҷгири диполӣ ба вуҷуд омадаанд, пешгирӣ мекунад.

Агар шумо дар бораи равиши ягонаи тарҳрезии омехтаи сигнали PCB шубҳа дошта бошед, шумо метавонед усули тақсимоти қабати заминиро барои ҷойгир кардан ва масири тамоми тахтаи ноҳиявӣ истифода баред. Дар тарҳрезӣ бояд ба он диққат дода шавад, ки панели ноҳиявӣ бо ҳам пайваст шудан бо jumpers ё резисторҳои 0 Ом дар масофаи камтар аз 1/2 дюйм дар таҷрибаи баъдӣ пайваст карда шавад. Ба минтақабандӣ ва ноқилҳо диққат диҳед, то боварӣ ҳосил кунед, ки ягон хати сигнали рақамӣ дар болои қисмати аналогӣ дар ҳама қабатҳо ва ягон хатҳои сигнали аналогӣ болотар аз қисмати рақамӣ набошанд. Илова бар ин, ягон хати сигнал набояд аз холигии замин убур кунад ё фосилаи байни манбаъҳои барқро тақсим кунад. Барои санҷидани функсияи тахта ва иҷрои EMC, функсия ва иҷрои EMC-ро тавассути пайваст кардани ду ошёна тавассути муқовимати 0 Ом ё jumper дубора санҷед. Ҳангоми муқоисаи натиҷаҳои санҷиш маълум шуд, ки қариб дар ҳама ҳолатҳо, ҳалли ягона дар муқоиса бо ҳалли тақсимшуда аз ҷиҳати функсия ва иҷрои EMC бартарӣ дорад.

Оё усули таксим кардани замин хануз хам кор мекунад?

Ин равишро дар се ҳолат метавон истифода бурд: баъзе дастгоҳҳои тиббӣ ҷараёни хеле ками ихроҷро дар байни схемаҳо ва системаҳои ба бемор пайвастшуда талаб мекунанд; Баромади баъзе таҷҳизоти идоракунии равандҳои саноатӣ метавонад ба таҷҳизоти электромеханикии пурқувват ва пурқувват пайваст карда шавад; Ҳолати дигар ин аст, ки ТАРБИЯИ PCB таҳти маҳдудиятҳои мушаххас қарор дорад.

Одатан дар тахтаи омехта-сигнали PCB таъминоти барқии алоҳидаи рақамӣ ва аналогӣ мавҷуданд, ки метавонанд ва бояд чеҳраи тақсимоти таъминоти барқ ​​дошта бошанд. Аммо хатхои сигналие, ки ба кабати кувваи электр вокеъ аст, аз фосилаи байни таъминоти энергия гузашта наметавонанд ва хамаи хатхои сигналие, ки аз фосила мегузаранд, бояд дар кабати контури ба майдони калон наздик чойгир бошанд. Дар баъзе мавридҳо, таъминоти барқи аналогӣ метавонад бо пайвастҳои PCB тарҳрезӣ шавад, на як чеҳра, то аз тақсимшавии чеҳраи барқ ​​пешгирӣ карда шавад.

Тарҳрезии тақсимоти PCB сигнали омехта

Тарҳрезии омехтаи сигнали PCB як раванди мураккаб аст, раванди тарроҳӣ бояд ба нуктаҳои зерин диққат диҳад:

1. PCB-ро ба қисмҳои алоҳидаи аналогӣ ва рақамӣ тақсим кунед.

2. Тарҳбандии дурусти ҷузъҳо.

3. Табдилдиҳандаи A/D дар саросари қисмҳо ҷойгир карда шудааст.

4. Заминро тақсим накунед. Қисми аналогӣ ва қисми рақамии тахтаи ноҳиявӣ яксон гузошта шудаанд.

5. Дар ҳама қабатҳои тахта, сигнали рақамиро танҳо дар қисми рақамии тахта интиқол додан мумкин аст.

6. Дар ҳама қабатҳои тахта, сигналҳои аналогиро танҳо дар қисми аналогии тахта интиқол додан мумкин аст.

7. Ҷудокунии қувваи аналогӣ ва рақамӣ.

8. Ноқилҳо набояд фосилаи байни сатҳҳои тақсимшудаи таъминоти барқро фаро гиранд.

9. Хатҳои сигнал, ки бояд фосилаи байни манбаъҳои тақсимшудаи барқро дар бар гиранд, бояд дар қабати ноқилҳо дар наздикии майдони калон ҷойгир шаванд.

10. Тахлили рох ва тарзи вокеии чараёни замин.

11. Қоидаҳои дурусти васлкуниро истифода баред.