Karışık sinyalli PCB'lerin EMC'si için temel kurallar şunlardır.
- Döngü alanının mümkün olduğu kadar küçük olması için mevcut yolu kaynağa daha yakın ve mümkün olduğunca kompakt yapın.
- Bir sistem için yalnızca bir referans yer düzlemi sağlayın; aksi halde, kasıtlı olarak bir dipol anteni oluşturmaya eşdeğerdir.
Giriş voltajı ve akımının analog sinyaller olduğu bir yüksek frekans dönüştürücü devre PCB'si hayal edin. Dönüştürücüdeki anahtarlar, bir dijital saat sinyalinin uygulanmasıyla değişmeye başlar. Dönüştürücüdeki güç kaynağı devresi analog ve kontrol devresi dijitaldir.
Dönüştürücü PCB, hem analog hem de dijital sinyalleri işlediği için karışık sinyalli bir PCB'dir. Karışık sinyalli bir PCB'de analog ve dijital sinyallerin "bölümleme" olarak bilinen bir işlemde fiziksel olarak ayrılması gerekir.
Analog ve dijital bileşenlerin farklı akımları, voltajları ve güç dereceleri olduğu için karışık sinyalli bir PCB tasarlamak zor bir iştir. Bununla birlikte, bazı temel tasarım kurallarını takip etmek, karışık sinyalli PCB'lerin bölümlenmesini ve yerleşimini basitleştirmeye yardımcı olacaktır.
Tasarımcılar, karışık sinyalli PCB'leri ve tasarım düzenlerini dikkatlice ayırmalı
Elektromanyetik uyumluluğa (EMC) ulaşmak, karışık sinyalli PCB tasarımcıları için büyük bir endişe kaynağıdır. Analog ve dijital sinyaller, izolasyonsuz bir PCB üzerinde bir arada bulunduğunda, karışma ve elektromanyetik parazite neden olacak şekilde karıştırılmaları muhtemeldir. Örneğin, dijital mantık toprak akımları, karışık sinyalli bir PCB üzerindeki düşük seviyeli analog sinyalleri kirletebilir. Bu, çıkış dalga biçiminde geri besleme döngüsü hatalarına, kontrol sistemi arızalarına ve harmoniklere yol açabilir. Bu durumlarda, karışık sinyalli PCB'nin elektromanyetik uyumluluğu tehlikeye girer ve bu da ürün performansının düşmesine neden olur. Uygun bölümleme ve uygun yerleşim, dijital ve analog sinyallerin izole edilmesine yardımcı olur ve bunların birbiriyle karışmasını önler, böylece karışmayı büyük ölçüde azaltır.
Karışık sinyalli PCB'leri bölümlendirirken ve düzenlerken iki kural izlenmelidir.
1. Döngü alanının mümkün olduğu kadar küçük olması için mevcut yolu kaynağa daha yakın ve mümkün olduğunca kompakt tutun.
2. Bir sistem için yalnızca bir referans yer düzlemi sağlayın; aksi halde, kasıtlı olarak bir dipol anteni oluşturmaya eşdeğerdir.
Bu iki kural, karışık sinyalli PCB bölümleme ve yerleşim tasarımının temel ilkeleri olarak kabul edilir. Şimdi bu iki altın kural hakkında daha fazla bilgi edelim.
Kural 1. Geçerli yolu yerelleştirilmiş ve kompakt tutun
PCB üzerinde akan her sinyal, yer düzlemi üzerinden kaynağa geri döner. Sinyal hatları ve dönüş hatları PCB üzerinde bir akım döngüsü oluşturur. Yukarıda bahsedilen birinci kurala göre dönüş hatları, minimum döngü alanı oluşturacak şekilde sinyal kaynağına bitişik olacak şekilde döşenmelidir.
S: Bu kurulum neden önerilir ve bu neden elektromanyetik paraziti azaltır?
Tüm dönüş akımları, düşük empedanslı yollardan akmayı tercih eder. Dönüş hattı doğrudan sinyal hattının altına yerleştirildiğinde, akım döngüsü en düşük empedansa sahiptir. Sinyal hattı ve dönüş hattı büyük bir döngü oluşturduğunda, yüksek empedanslı bir yol oluşur. Bu, akım döngüsündeki parazitik kapasitans ve endüktanstan kaynaklanır.
Sinyal ve dönüş hatları birbirinden uzak olduğunda, parazitik kapasitans, döngünün empedansını artıran yüksek bir değere sahiptir. Döngü endüktansı ile yükün kat ettiği mesafe arasında da bir ilişki vardır, bu da yolun empedansını daha da arttırır. Döngü büyük olduğunda, kaynaktan ayrılan yükün yere ulaşmak için uzun bir mesafe kat etmesi gerekir. Bu, akım döngüsünün endüktansını arttırır, bu da empedansı arttırır.
Yüksek frekanslı analog sinyaller yüksek empedanslı büyük akım döngülerinden geçtiğinde radyasyon yayar ve parazite neden olur. Benzer şekilde, düşük seviyeli analog sinyaller, yüksek empedanslı akım döngülerinden akarken elektromanyetik parazite karşı daha hassastır. Ek olarak, sinyal ve dönüş hatları, EMI problemini şiddetlendiren bir döngü anteni oluşturur. Bu nedenle, mevcut döngüyü kısa, yerelleştirilmiş ve kompakt hale getirmek istiyoruz.
Kural 2. Tek bir referans yer düzlemi ihtiyacı
Bölünmüş yer düzlemi, dijital ve analog topraklamayı izole etmenin bir yoludur. Bu yöntemde yer düzlemleri birbirinden ayrılır ve bölmede kablolama yapmak mümkün değildir. Yer düzlemlerinin birbirinden ayrıldığı bu tür PCB'lerde, iki yer düzlemi yalnızca güç kaynağının yanına bağlanır ve hassas olmayan elektromanyetik girişime sahip PCB tasarımları için uygun olmayan büyük bir akım döngüsü oluşturur. Ayrıca analog ve dijital yer düzlemleri farklı potansiyellerdedir ve bu düzlemlere döşenen uzun teller elektromanyetik radyasyon yayan gerçek bir dipol anten oluşturur.
Tüm bu faktörleri göz önünde bulundurarak, karışık sinyalli PCB'yi bölmek ideal yaklaşımdır. Bölümleme, referans yer düzlemini ortak tutar. Analog bölümde analog sinyaller, dijital bölümde ise sinyaller kendi yerinde olacak şekilde yönlendirilir.
Büyük ve karmaşık çok büyük ölçekli, otomotiv, mobil ve havacılık sistemleri için tüm sistemlerin EMI simülasyonu için Clarity™ 3D Transient Solver yazılımı kullanılabilir.
Clarity 3D Geçici Çözücü, elektromanyetik girişim (EMI) tasarımlarının simülasyon hızını geleneksel 3D alan çözücülere göre 10 kata kadar artırır ve neredeyse sınırsız simülasyon yeteneklerine sahiptir. Cadence'in büyük ölçüde paralel matris çözücü teknolojisine dayanan Clarity 3D Geçici Çözücü, zaman alıcı ve pahalı yankısız laboratuvarların prototip EMC testleri gerçekleştirmesini sağlar, daha önce pratik veya çözülemez olarak kabul edilen büyük tasarımları simüle eder, tasarım döngülerini kısaltır ve zamanı hızlandırır.
2010 yılında kurulan Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., konusunda uzmanlaşmış profesyonel bir üreticidir.SMT alma ve yerleştirme makinesi, yeniden akışlı fırın,şablon baskı makinesi, SMT üretim hattı ve diğer SMT Ürünleri.
NeoDen makineleri imalatı, kalitesi ve teslimatı için güçlü yetenekler sağlamak için kendi işleme merkezi, yetenekli montajcı, test cihazı ve QC mühendislerine sahipti.
Daha iyi ve daha gelişmiş gelişmeler ve yeni inovasyonlar sağlamak için toplam 25 artı profesyonel Ar-Ge mühendisinden oluşan 3 farklı Ar-Ge ekibi.
Nitelikli ve profesyonel İngilizce destek ve servis mühendisleri, 8 saat içinde hızlı yanıt sağlamak için 24 saat içinde çözüm sağlar.
CE'yi TUV NORD tarafından tescil ettiren ve onaylayan tüm Çinli üreticiler arasında benzersiz olan.