Dizaynida PCB kartasi, chastotaning tez o’sishi bilan past chastotali PCB kartasidan farq qiladigan juda ko’p shovqin bo’ladi. Bundan tashqari, chastotaning oshishi va PCB kartasining miniatyuratsiyasi va arzonligi o’rtasidagi qarama -qarshilik bilan, bu aralashuv tobora murakkablashib boradi.

Haqiqiy tadqiqotda biz quyidagicha xulosa qilishimiz mumkin: interferentsiyaning to’rtta jihati, jumladan, elektr ta’minoti shovqini, elektr uzatish liniyasi interferentsiyasi, ulash va elektromagnit interferentsiyasi (EMI). Yuqori chastotali tenglikni har xil interferentsiya muammolarini tahlil qilish va ishda amaliyot bilan birlashtirish orqali samarali echimlar taklif qilinadi.

Birinchidan, elektr ta’minotining shovqini

Yuqori chastotali pallada elektr ta’minotining shovqini yuqori chastotali signalga aniq ta’sir ko’rsatadi. Shuning uchun, elektr ta’minotining birinchi talabi past shovqin. Toza pollar toza elektr energiyasi kabi muhim ahamiyatga ega. Nima uchun? Quvvat xususiyatlari 1 -rasmda ko’rsatilgan. Shubhasiz, quvvat manbai ma’lum bir empedansga ega va impedans butun quvvat manbaiga taqsimlanadi, shuning uchun shovqin elektr ta’minotiga qo’shiladi.

Keyin biz elektr ta’minotining impedansini minimallashtirishimiz kerak, shuning uchun maxsus elektr ta’minoti qatlami va topraklama qatlami bo’lishi yaxshiroqdir. HF sxemasida, ko’p hollarda, avtobusga qaraganda, elektr ta’minotini qatlam sifatida loyihalash yaxshiroqdir, shunda pastadir har doim minimal impedans yo’lidan o’tishi mumkin.

Bunga qo’shimcha ravishda, quvvat kartasi PCBda ishlab chiqarilgan va qabul qilingan barcha signallar uchun signal uzukini ta’minlashi kerak. Bu signal aylanishini minimallashtiradi va shu tariqa shovqinni kamaytiradi, bu ko’pincha past chastotali konstruktorlar tomonidan e’tiborga olinmaydi.

Yuqori chastotali tenglikni konstruktsiyasi interferentsiya echimlari bilan yuzaga keladi

1 -rasm: Quvvat xususiyatlari

PCB dizaynida elektr shovqinini yo’q qilishning bir necha yo’li mavjud:

1. Taxtadagi o’tish teshigiga e’tibor bering: o’tish teshigidan o’tish joyi uchun bo’sh joy qoldirish uchun quvvat manbai qatlamidagi o’yilgan teshiklar kerak. Agar quvvat manbai qatlamining ochilishi juda katta bo’lsa, u signal uzatishiga ta’sir qilishi shart, signal aylanib o’tishga majbur bo’ladi, pastadir maydoni oshadi va shovqin kuchayadi. Shu bilan birga, agar ochilish yaqinida bir nechta signal chiziqlari to’plangan bo’lsa va ular bitta pastadirni ulashsa, umumiy empedans o’zaro to’qnashuvga olib keladi. 2-rasmga qarang.

Yuqori chastotali tenglikni konstruktsiyasi interferentsiya echimlari bilan yuzaga keladi

2 -rasm: Baypas signal uzatishining umumiy yo’li

2. Aloqa chizig’iga etarlicha er kerak: har bir signal o’ziga xos signal uzukka ega bo’lishi kerak va signal va halqaning pastadir maydoni imkon qadar kichik, ya’ni signal va halqa parallel bo’lishi kerak.

3. Analog va raqamli quvvat manbalarini ajratish: yuqori chastotali qurilmalar odatda raqamli shovqinga juda sezgir, shuning uchun ikkalasini ajratish kerak, agar ular signalning analog va raqamli qismlari orqali uzatilsa, quvvat manbaiga kiraverishda ulangan bo’lishi kerak. so’zlar, pastadir maydonini qisqartirish uchun pastadir bo’ylab signalga joylashtirilishi mumkin. Signal uzatish uchun ishlatiladigan raqamli-analog oralig’i 3-rasmda ko’rsatilgan.

Yuqori chastotali tenglikni konstruktsiyasi interferentsiya echimlari bilan yuzaga keladi

3 -rasm: Raqamli – signal uzatish uchun analog oraliq

4. Qatlamlar orasidagi alohida quvvat manbalarining bir -birining ustiga chiqishiga yo’l qo’ymang: aks holda elektron shovqinlari parazitar sig’imli muftadan oson o’tishi mumkin.

5. Nozik komponentlarni ajratib oling: PLL kabi.

6. Quvvat kabelini joylashtiring: Signal uzilishini kamaytirish uchun, 4 -rasmda ko’rsatilgandek, shovqinni kamaytirish uchun quvvat simini signal chizig’ining chetiga qo’ying.

Yuqori chastotali tenglikni konstruktsiyasi interferentsiya echimlari bilan yuzaga keladi

4 -rasm: Elektr simini signal chizig’ining yoniga joylashtiring

Ikki, uzatish liniyasi

PCBda faqat ikkita mumkin bo’lgan uzatish liniyalari mavjud:

Lenta chizig’i va mikroto’lqinli pechning eng katta muammosi – bu ko’zgu. Ko’zgu ko’p muammolarni keltirib chiqaradi. Masalan, yuk signali asl signal va echo signalining superpozitsiyasi bo’ladi, bu esa signalni tahlil qilish qiyinligini oshiradi. Ko’zgu qaytish yo’qolishiga olib keladi (qaytish yo’qolishi), bu signalga qo’shimcha shovqin aralashuvi kabi yomon ta’sir qiladi:

1. Signal manbasiga qaytarilgan signal tizimning shovqinini oshiradi, qabul qiluvchining shovqinni signaldan farqlashini qiyinlashtiradi;

2. Har qanday aks ettirilgan signal asosan signal sifatini pasaytiradi va kirish signalining shaklini o’zgartiradi. Umuman olganda, echim asosan impedans mosligi (masalan, o’zaro bog’liqlik impedansi tizimning impedansiga juda mos kelishi kerak), lekin ba’zida impedansni hisoblash ancha qiyinroq bo’ladi, siz uzatish liniyalarining impedanslarini hisoblash dasturiga murojaat qilishingiz mumkin. PCB dizaynida elektr uzatish liniyalarining aralashuvini bartaraf etish usullari quyidagilar:

a) uzatish liniyalarining impedans uzilishidan saqlaning. Uzluksiz impedans nuqtasi – bu uzatish liniyasi mutatsiyasining nuqtasi, masalan, to’g’ri burchak, teshik orqali va hokazo. Usullari: Chiziqning to’g’ri burchaklaridan qochish uchun, iloji boricha 45 ° burchak yoki yoy, katta burchak ham bo’lishi mumkin; Teshiklarni iloji boricha kamroq ishlating, chunki har bir teshik teshikda ko’rsatilganidek, impedans uzilishidir. 5; Tashqi qatlamdan kelgan signallar ichki qatlamdan o’tishni oldini oladi va aksincha.

Yuqori chastotali tenglikni konstruktsiyasi interferentsiya echimlari bilan yuzaga keladi

5 -rasm: Elektr uzatish liniyalarining aralashuvini bartaraf etish usuli

(b) qoziq chiziqlarini ishlatmang. Chunki har qanday qoziq chizig’i shovqin manbai hisoblanadi. Agar qoziq chizig’i qisqa bo’lsa, uni uzatish liniyasining oxiriga ulash mumkin; Agar qoziq chizig’i uzun bo’lsa, u asosiy uzatish liniyasini manba sifatida oladi va katta aks ettiradi, bu esa muammoni murakkablashtiradi. Uni ishlatmaslik tavsiya etiladi.

Uchinchidan, ulanish

1. Umumiy empedansli ulanish: bu umumiy ulash kanali, ya’ni aralashuv manbai va aralashgan qurilma ko’pincha 6 -rasmda ko’rsatilgandek ba’zi o’tkazgichlarni (masalan, pastadirli elektr ta’minoti, avtobus va umumiy topraklama) ulashadi.

Yuqori chastotali tenglikni konstruktsiyasi interferentsiya echimlari bilan yuzaga keladi

6 -rasm: Umumiy empedansli ulanish

Bu kanalda, Icning orqaga burilishi ketma-ket tokning umumiy rejimidagi kuchlanishni keltirib chiqaradi va qabul qiluvchiga ta’sir qiladi.

2. Dala umumiy rejimli ulanish radiatsiya manbaiga xalaqit berilgan sxemada va umumiy mos yozuvlar yuzasida hosil bo’ladigan pastadirda umumiy rejim kuchlanishlarini keltirib chiqaradi.

Agar magnit maydon dominant bo’lsa, ketma-ket er zanjirida hosil bo’ladigan umumiy rejim kuchlanishining qiymati Vcm =-(△ B/△ t)* maydoni (bu erda △ B = magnit indüksiyon intensivligining o’zgarishi). Agar bu elektromagnit maydon bo’lsa, uning elektr maydonining qiymati ma’lum bo’lganda, uning induktsiya qilingan kuchlanishi: Vcm = (L*H*F*E)/48, formulasi L (m) = 150 MGts uchun mos keladi, bu chegaradan oshib ketganda, maksimal induktsiya qilingan kuchlanishni hisoblash quyidagicha soddalashtirilishi mumkin: Vcm = 2*H*E.

3. Differentsial rejimli maydon birikmasi: simli sim yoki elektron plataning to’g’ridan -to’g’ri nurlanishini va uning halqa indüksiyasini qabul qilishni bildiradi. Agar iloji boricha ikkita simga yaqinlashsangiz. Bu ulanish sezilarli darajada kamayadi, shuning uchun shovqinni kamaytirish uchun ikkita simni burish mumkin.

4. Chiziqlararo ulanish (o’zaro bog’liqlik) har qanday chiziq yoki parallel kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin, bu tizimning ishlashiga katta zarar etkazadi. Uning turini sig’imli o’zaro bog’liqlik va pertseptual o’zaro faoliyatga bo’lish mumkin.

Birinchisi, chunki chiziqlar orasidagi parazitar sig’im shovqin manbaidagi shovqinni joriy in’ektsiya orqali shovqin qabul qilish liniyasiga qo’shib qo’yadi. Ikkinchisini kiruvchi parazitar transformatorning boshlang’ich bosqichlari orasidagi signallarning birlashishi deb hisoblash mumkin. Induktiv o’tishning o’lchami ikkita halqaning yaqinligiga, halqa maydonining kattaligiga va ta’sirlangan yukning empedansiga bog’liq.

5. Quvvat kabelining ulanishi: AC yoki shahar quvvat kabellari elektromagnit shovqin bilan aralashadi

Boshqa qurilmalarga o’tkazish.

PCB dizaynida o’zaro bog’liqlikni yo’q qilishning bir necha yo’li mavjud:

1. Ikkala turdagi o’zaro to’qnashuvlar yuk empedansining oshishi bilan ortadi, shuning uchun o’zaro to’qnashuv natijasida yuzaga keladigan shovqinlarga sezgir signal chiziqlari to’g’ri tugatilishi kerak.

2. Kapasitiv o’tishni samarali kamaytirish uchun signal chiziqlari orasidagi masofani maksimal darajada oshirish. Erni boshqarish, simlar orasidagi masofa (masalan, faol signal liniyalari va izolyatsiyalash uchun er chiziqlari, ayniqsa signal chizig’i va er orasidagi intervalgacha o’tish holatida) va qo’rg’oshin indüktansını kamaytirish.

3. To’lqin uzunligining har choragida hosil bo’lishga ulanishi kerak bo’lgan qo’shni signal chiziqlari orasiga topraklama simini kiritish orqali sig’imning kesishishini ham samarali kamaytirish mumkin.

4. Aqlli kesishish uchun pastadir maydonini minimallashtirish kerak va agar ruxsat berilsa, halqani yo’q qilish kerak.

5. Signal almashish looplaridan saqlaning.

6. Signalning yaxlitligiga e’tibor bering: dizayner signal yaxlitligini hal qilish uchun payvandlash jarayonining uchlarini amalga oshirishi kerak. Dizaynerlar bu usulni qo’llagan holda, signalning yaxlitligini ta’minlash uchun ekranli mis folga uzunligining uzunligiga e’tibor qaratishlari mumkin. Aloqa tuzilishida zich konnektorli tizimlar uchun dizayner terminal sifatida PCBdan foydalanishi mumkin.

To’rtinchidan, elektromagnit shovqin

As the speed increases, EMI becomes more and more serious and presents in many aspects (such as electromagnetic interference at interconnects). High-speed devices are particularly sensitive to this and will receive high-speed spurious signals, while low-speed devices will ignore such spurious signals.

PCB dizaynidagi elektromagnit shovqinlarni bartaraf etishning bir necha usullari mavjud:

1. Looplarni qisqartirish: Har bir pastadir antennaga teng, shuning uchun biz looplar sonini, ilmoqlar maydonini va ilmoqlarning antenna ta’sirini kamaytirishimiz kerak. Signalning har ikki nuqtasida faqat bitta halqa yo’li borligiga ishonch hosil qiling, sun’iy halqalardan saqlaning va iloji boricha quvvat qatlamidan foydalaning.

2. Filtrlash: Filtrni elektr tarmog’ida ham, signal chizig’ida ham EMIni kamaytirish uchun ishlatish mumkin. Uch usul mavjud: kondansatörni ajratish, EMI filtri va magnit element. EMI filtri 7 -rasmda ko’rsatilgan.

Yuqori chastotali tenglikni konstruktsiyasi interferentsiya echimlari bilan yuzaga keladi

7 -rasm: Filtr turlari

3. Himoya. Nashrning uzoq davom etishi va ko’plab munozaralarni himoya qiladigan maqolalar natijasida, endi aniq kirish yo’q.

4. Yuqori chastotali qurilmalarning tezligini kamaytiring.

5. PCB kartasining dielektrik konstantasini oshiring, bunda plataning yonidagi elektr uzatish liniyasi kabi yuqori chastotali qismlar tashqariga nurlanishining oldini oladi; PCB taxtasining qalinligini oshiring, mikrostrip chizig’ining qalinligini kamaytiring, elektromagnit chiziqning to’kilishini oldini oladi, shuningdek nurlanishni oldini oladi.

Bu erda biz PCB dizaynida quyidagi printsiplarga amal qilishimiz kerak degan xulosaga kelishimiz mumkin.

1. Elektr ta’minoti va erning birlashtirilishi va barqarorligi.

2. Ehtiyotkorlik bilan ko’rib chiqilgan simlar va to’g’ri uzilishlar ko’zgularni yo’q qilishi mumkin.

3. Ehtiyotkorlik bilan ko’rib chiqilgan simlar va to’g’ri uzilishlar sig’imli va induktiv o’tishni kamaytirishi mumkin.

4. EMC talablariga javob berish uchun shovqinni bostirish kerak.