Osnovna pravila za EMC PCB-a s mješovitim signalom su.
- Učinite putanju struje bližom izvoru i što je moguće kompaktnijom kako bi područje petlje bilo što manje.
- Obezbediti samo jednu referentnu uzemljenje za sistem; inače, to je ekvivalentno namjernom stvaranju dipolne antene.
Zamislite štampano kolo pretvarača visoke frekvencije gdje su ulazni napon i struja analogni signali. Prekidači u pretvaraču počinju se prebacivati primjenom signala digitalnog sata. Kolo napajanja u pretvaraču je analogno, a upravljačko kolo je digitalno.
PCB pretvarača je PCB mješovitog signala jer rukuje i analognim i digitalnim signalima. U PCB-u s mješovitim signalom, analogni i digitalni signali moraju biti fizički odvojeni u procesu poznatom kao "particioniranje".
Dizajniranje PCB-a s mješovitim signalom predstavlja izazov jer analogne i digitalne komponente imaju različite struje, napone i nazivne snage. Međutim, poštivanje nekih osnovnih pravila dizajna pomoći će pojednostavljenju particioniranja i rasporeda PCB-a s mješovitim signalom.
Dizajneri moraju pažljivo da particioniraju PCB-ove mješovitog signala i dizajniraju izglede
Postizanje elektromagnetne kompatibilnosti (EMC) je pitanje od velike brige za dizajnere PCB-a s mješovitim signalom. Kada analogni i digitalni signali koegzistiraju na PCB-u bez izolacije, oni će vjerovatno biti pomiješani zajedno, uzrokujući preslušavanje i elektromagnetne smetnje. Na primjer, digitalne logičke struje uzemljenja mogu kontaminirati analogne signale niskog nivoa na PCB-u s mješovitim signalom. Ovo može dovesti do grešaka u petlji povratne sprege, kvarova kontrolnog sistema i harmonika u izlaznom talasnom obliku. U ovim slučajevima, elektromagnetska kompatibilnost PCB-a mješovitog signala je ugrožena, što rezultira lošim performansama proizvoda. Pravilno particioniranje i pravilan raspored pomažu da digitalni i analogni signali budu izolovani i sprečavaju njihovo međusobno ometanje, čime se značajno smanjuju preslušavanje.
Prilikom particioniranja i rasporeda PCB-a s mješovitim signalom, moraju se poštovati dva pravila.
1. Držite putanju struje bliže izvoru i što je moguće kompaktnije kako bi područje petlje bilo što manje moguće.
2. Obezbijediti samo jednu referentnu uzemljenu plohu za sistem; inače, to je ekvivalentno namjernom stvaranju dipolne antene.
Ova dva pravila se smatraju osnovnim principima particioniranja PCB-a s mješovitim signalom i dizajna rasporeda. Evo, hajde da naučimo više o ova dva zlatna pravila.
Pravilo 1. Neka trenutni put bude lokaliziran i kompaktan
Svaki signal koji teče na PCB vraća se do izvora kroz uzemljenje. Signalni i povratni vodovi formiraju strujnu petlju na PCB-u. Prema prvom gore spomenutom pravilu, povratne vodove treba postaviti tako da budu uz izvor signala, stvarajući minimalnu površinu petlje.
P: Zašto se preporučuje ovo podešavanje i zašto ovo smanjuje elektromagnetne smetnje?
Sve povratne struje preferiraju da teku kroz puteve niske impedancije. Kada se povratni vod nalazi direktno ispod signalne linije, strujna petlja ima najnižu impedanciju. Kada signalna linija i njen povratni vod formiraju veliku petlju, formira se staza visoke impedancije. Ovo je uzrokovano parazitskim kapacitetom i induktivnošću u strujnoj petlji.
Kada su signalni i povratni vodovi udaljeni, parazitski kapacitet ima visoku vrijednost, povećavajući impedanciju petlje. Takođe postoji veza između induktivnosti petlje i udaljenosti koju naelektrisanje putuje, što dodatno povećava impedanciju putanje. Kada je petlja velika, naboj koji izlazi iz izvora mora preći veliku udaljenost da bi stigao do zemlje. Ovo povećava induktivnost strujne petlje, što zauzvrat povećava impedanciju.
Kada visokofrekventni analogni signali teku kroz velike strujne petlje sa visokom impedancijom, emituju zračenje i uzrokuju smetnje. Slično, analogni signali niskog nivoa su podložniji elektromagnetnim smetnjama kada prolaze kroz strujne petlje visoke impedancije. Osim toga, signalni i povratni vodovi formiraju kružnu antenu koja pogoršava EMI problem. Stoga želimo da trenutna petlja bude kratka, lokalizirana i kompaktna.
Pravilo 2. Potreba za jednom referentnom zemljom
Split uzemljenje je način da se izoluje digitalno i analogno uzemljenje. U ovoj metodi, ravni uzemljenja su odvojene jedna od druge i nije moguće ožičiti na razdvoju. U takvim štampanim pločama gdje su ravni uzemljenja odvojene jedna od druge, dvije ravni uzemljenja su povezane samo u blizini izvora napajanja, formirajući veliku strujnu petlju, što nije povoljno za dizajn PCB-a sa neosjetljivim elektromagnetnim smetnjama. Osim toga, analogna i digitalna uzemljena ravnina su na različitim potencijalima, a dugačke žice položene na ove ravnine formiraju pravu dipolnu antenu koja emituje elektromagnetno zračenje.
Imajući sve ove faktore na umu, particioniranje PCB-a mješovitog signala je idealan pristup. Particioniranje održava referentnu uzemljenu ravninu zajedničkom. Analogni signali se rutiraju u analognom dijelu, a digitalni signali se rutiraju u digitalnom dijelu, tako da su signali na svom mjestu.
Za EMI simulaciju čitavih sistema za velike i složene veoma velike, automobilske, mobilne i vazduhoplovne sisteme, može se koristiti softver Clarity™ 3D Transient Solver.
Clarity 3D Transient Solver povećava brzinu simulacije dizajna elektromagnetnih smetnji (EMI) do 10 puta u odnosu na tradicionalne 3D rješavače polja i ima gotovo neograničene mogućnosti simulacije. Baziran na Cadence-ovoj masivno paralelnoj matričnoj tehnologiji rješavanja, Clarity 3D Transient Solver omogućava dugotrajnim i skupim laboratorijama bez ehogenosti da izvedu prototip EMC testiranja, simulirajući velike dizajne koji su se ranije smatrali nepraktičnim ili nerješivim, skraćujući cikluse dizajna i ubrzavajući vrijeme.
Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., osnovan 2010. godine, profesionalni je proizvođač specijalizovan zaSMT mašina za odabir i postavljanje, reflow rerna,mašina za štampanje šablona, SMT proizvodna linija i drugi SMT proizvodi.
Posjeduje vlastiti obradni centar, vješti montažer, tester i QC inženjere, kako bi osigurali jake sposobnosti za proizvodnju, kvalitet i isporuku NeoDen strojeva.
3 različita R&D tima sa ukupno 25 plus profesionalnih R&D inženjera, kako bi se osigurao bolji i napredniji razvoj i nove inovacije.
Vješti i profesionalni inženjeri podrške i servisa na engleskom jeziku, kako bi osigurali brz odgovor u roku od 8 sati, rješenje pruža u roku od 24 sata.
Jedinstveni među svim kineskim proizvođačima koji su registrovali i odobrili CE od strane TUV NORD-a.