Dengan perkembangan berterusan teknologi maklumat, produk elektronik menjadi semakin rumit dari segi fungsi, kategori dan strukturnya, mendorongReka bentuk PCBke arah reka bentuk berbilang lapisan dan berketumpatan tinggi. Oleh itu, banyak perhatian perlu diberikan kepada EMC (Keserasian Elektromagnet) dalam reka bentuk PCB kerana reka bentuk EMC bagi PCB bukan sahaja memastikan semua litar pada papan berfungsi secara normal dan stabil supaya ia tidak saling mengganggu antara satu sama lain, tetapi juga dengan berkesan mengurangkan penghantaran sinaran dan pelepasan teralir PCB bagi mengelakkan litar daripada diganggu oleh sinaran dan pengaliran luaran. Gangguan ialah musuh utama EMC. Namun, para jurutera, anda tidak perlu risau lagi mulai daripada artikel ini.
Pengelasan Gangguan PCB
Gangguan PCB boleh diklasifikasikan kepada tiga kategori:
1). Gangguan susun aturmerujuk kepada gangguan yang disebabkan oleh penempatan komponen yang tidak sesuai pada PCB.
2). Gangguan penumpukanmerujuk kepada gangguan bunyi yang disebabkan oleh tetapan yang tidak saintifik.
3). Gangguan penghalaanmerujuk kepada gangguan yang disebabkan oleh tetapan jarak yang tidak betul antara talian isyarat PCB, talian kuasa dan talian pembumian, lebar talian atau yang tidak saintifikPendawaian PCBkaedah.
Dari segi pengelasan gangguan PCB, beberapa langkah penindasan boleh diambil masing-masing dari perspektif peraturan susun atur, strategi lapisan dan peraturan perutean, dengan kesannya gangguan PCB dapat dikurangkan atau bahkan dihapuskan bagi memastikan keserasian dengan piawaian reka bentuk EMC.
Langkah Penindasan Sejajar bagi Gangguan PCB Berdasarkan Pengelasannya
• Langkah penindasan untuk gangguan susun atur
Keistimewaan untuk menghentikan gangguan susun atur terletak pada kewajaranSusun atur PCByang harus mematuhi enam peraturan berikut:
1).Kedudukan litar bagi setiap modul fungsi hendaklah ditetapkan secara munasabah mengikut lokasi arus isyarat dan arah alirannya hendaklah dikekalkan sama sebanyak mungkin.
2).Komponen teras dalam litar modul hendaklah diletakkan di bahagian tengah dan kaki komponen hendaklah dipendekkan sebanyak mungkin antara komponen, terutamanya komponen frekuensi tinggi.
3).Integrasi antara elemen termosensitif dan cip hendaklah dilakukan jauh daripada elemen pemanas.
4).Kedudukan penyambung hendaklah ditentukan mengikut kedudukan komponen pada papan. Penyambung hendaklah diletakkan pada satu sisi PCB bagi mengelakkan kabel dibawa keluar dari dua sisi dan untuk mengurangkan pancaran arus mod biasa (CM).
5).Pemacu I/O hendaklah diletakkan rapat dengan penyambung bagi mengelakkan pendawaian isyarat I/O jarak jauh pada papan litar.
6).Elemen sensitif termo tidak boleh diletakkan terlalu rapat antara satu sama lain dan komponen input serta output juga harus berada jauh daripada elemen tersebut.
• Langkah penindasan untuk gangguan penindanan
Pertama, maklumat reka bentuk PCB perlu dikuasai dengan mengambil kira unsur-unsur secara menyeluruh termasuk ketumpatan talian isyarat, pengelasan kuasa dan pembumian bagi menentukan kuasa dan bilangan lapisan yang memastikan pelaksanaan fungsi litar. Kualiti strategi susunan lapisan pada asasnya berkait rapat dengan voltan surges pada satah bumi atau satah kuasa dan perisai elektromagnet bagi kuasa dan isyarat. Berdasarkan pengalaman reka bentuk susunan lapisan secara praktikal, reka bentuk susunan lapisan hendaklah mematuhi peraturan berikut:
1).Pelan bumi dan pelan kuasa hendaklah bersebelahan antara satu sama lain dan jarak di antara keduanya hendaklah sekecil mungkin.
2).Bidang isyarat hendaklah rapat dengan bidang bumi atau bidang kuasa. Sama ada satu lapisan atau berbilang lapisan adalah dibenarkan.
Dalam proses reka bentuk PCB satu lapisan atau dua lapisan, talian kuasa dan talian isyarat perlu direka dengan teliti. Untuk mengurangkan kawasan gelung arus kuasa, talian pembumian dan talian kuasa hendaklah diletakkan rapat antara satu sama lain dan dikekalkan selari. Bagi PCB satu lapisan, talian pembumian pelindung hendaklah disusun di kedua-dua sisi talian isyarat yang penting. Di satu pihak, ini bertujuan untuk mengecilkan kawasan gelung isyarat. Di pihak yang lain, gangguan silang antara talian isyarat dapat dielakkan.
Untuk PCB dua lapis, talian pembumian pelindung juga boleh ditetapkan atau pembumian kawasan besar dilaksanakan pada satah imej isyarat penting. WalaupunPembuatan PCBdan penyahpepijatan pemasangan adalah mudah dan senang, namun tidak boleh terus mensimulasikan PCB rumit seperti litar digital dan litar digital-analog kerana radiasi akan meningkat seiring dengan pertambahan luas gelung tanpa satah rujukan.
Disyorkan PCB berbilang lapisan jika kos mencukupi. Tiga peraturan perlu dipatuhi dalam proses reka bentuk PCB berbilang lapisan:
1).Untuk talian isyarat yang penting, seperti talian bas atau jam dengan pancaran kuat dan talian yang mempunyai kepekaan tinggi, peroutingan hendaklah dilaksanakan di antara dua satah bumi atau pada satah isyarat yang sangat hampir dengan satah bumi, yang bermanfaat untuk mengecilkan kawasan gelung isyarat, mengurangkan keamatan pancaran dan mengukuhkan keupayaan anti-gangguan.
2).Radiasi tepi hendaklah dipastikan berada di bawah kawalan yang berkesan. Berbanding dengan satah tanah bersebelahan, satah kuasa hendaklah dikecilkan ke dalam sebanyak 5 hingga 20H (H merujuk kepada ketebalan dielektrik).
3).. Jika terdapat talian isyarat frekuensi tinggi antara lapisan bawah dan lapisan atas, talian tersebut hendaklah disusun di antara lapisan atas dan satah bumi bagi menghalang pancaran talian isyarat frekuensi tinggi ke ruang.
• Langkah penindasan untuk gangguan penghalaan
Untuk mengelakkan gangguan, peraturan berikut perlu dipatuhi dari segi penghalaan:
1).Wayar di terminal keluaran dan terminal input hendaklah dielakkan daripada selari pada jarak yang panjang. Crosstalk selari boleh dikurangkan dengan menambah talian pembumian atau meningkatkan jarak antara talian.
2).Lebar penghalaan tidak boleh diubah secara tiba-tiba. Sudut hendaklah berbentuk arka atau dengan darjah sudut 135°.
3).Sinaran luaran gelung pembawa arus meningkat (berkurang) dengan peningkatan (penurunan) luas gelung, arus dan frekuensi isyarat, jadi adalah perlu untuk mengurangkan luas gelung pendawaian apabila arus mengalir melaluinya.
4).Panjang plumbum harus dikurangkan manakala lebarnya ditingkatkan untuk mengurangkan impedans plumbum.
5).Untuk meminimumkan gandingan hingar dan gangguan silang antara garisan bersebelahan, sila jalankan pemprosesan pengasingan antara garisan untuk memastikan pengasingan penghalaan.
6).Isyarat kekunci pengasingan shunt harus ditetapkan dan isyarat kekunci dilindungi oleh litar pelindung.
Selain itu, apabila merutekan talian isyarat, talian kuasa dan talian pembumian, sila ikut peraturan perutean mengikut ciri serta fungsinya sendiri:
a.Garis pembumian awam hendaklah disusun di tepi PCB dengan corak jejaring atau gelung; garis pembumian hendaklah dibuat setebal mungkin dan lebih banyak kerajang kuprum hendaklah digunakan untuk menguatkan kesan perisai; pembumian analog hendaklah diasingkan daripada pembumian digital dan sambungan selari titik tunggal hendaklah digunakan dalam pembumian frekuensi rendah bagi pembumian analog. Sambungan bersiri berbilang titik hendaklah digunakan dalam pembumian frekuensi tinggi. Dalam pengaturan laluan sebenar, sambungan bersiri boleh digabungkan dengan sambungan selari.
b.Lebar talian kuasa hendaklah ditingkatkan apabila boleh dan rintangan gelung hendaklah dikurangkan supaya dapat memastikan penyegerakan antara arah talian bumi dan talian kuasa dengan arah penghantaran data. Untuk PCB berbilang lapisan, jarak antara talian kuasa dan satah bumi atau satah kuasa hendaklah dikurangkan. Kuasa hendaklah dibekalkan kepada setiap unit fungsi secara bebas dan litar yang dibekalkan oleh kuasa awam hendaklah berdekatan serta serasi antara satu sama lain.
c.Garis isyarat hendaklah sependek yang mungkin untuk memastikan pengurangan laluan gandingan isyarat gangguan. Garis isyarat jam dan garis isyarat sensitif hendaklah dirouting terlebih dahulu, diikuti oleh garis isyarat berkelajuan tinggi dan akhirnya garis isyarat yang kurang penting. Jika garis isyarat tidak serasi antara satu sama lain, pemprosesan pengasingan hendaklah dilaksanakan untuk menghentikan penjanaan gangguan gandingan. Peroutingan isyarat utama tidak boleh melintasi kawasan pengasingan atau malah ruang satah rujukan yang disebabkan oleh pad dan via lubang tembus. Jika tidak, kawasan gelung isyarat akan meningkat. Pada masa yang sama, bagi mengelakkan radiasi tepi, jarak antara garis isyarat utama dan satah rujukan tidak boleh kurang daripada 3H (H merujuk kepada ketinggian antara garis isyarat utama dan satah rujukan).
Satu-satunya perkara yang perlu kita takuti ialah ketakutan itu sendiri. Bagi jurutera elektronik, dalam proses reka bentuk PCB, mungkin gangguan sentiasa mengecewakan anda. Namun, selagi kita tahu dari mana gangguan berpunca dan mengambil langkah yang berkesan, gangguan pasti akan dapat dikurangkan dengan prestasi PCB direalisasikan sepenuhnya.
Apabila kerumitan dalam peranti elektronik meningkat, Keserasian Elektromagnet (EMC) yang baik dalam reka bentuk PCB adalah penting untuk mengelakkan gangguan yang menjejaskan kefungsian. Dengan kesedaran dan pengurangan gangguan PCB melalui kaedah susun atur, penyusunan lapisan, dan perutean, prestasi serta kebolehpercayaan peranti dapat dipertingkatkan dengan ketara. Melalui tindakan yang sesuai, gangguan boleh diminimumkan, membolehkan potensi penuh keupayaan PCB direalisasikan dan operasi sistem elektronik maju yang bebas ralat.
PCBCart menyediakan perkhidmatan pembuatan dan reka bentuk PCB yang lengkap dengan penekanan pada EMC dan kualiti berprestasi tinggi. Pengalaman luas dan teknologi maju kami memastikan susun atur yang tepat, penempatan komponen yang optimum, dan penindasan gangguan yang cemerlang. Bekerjasama dengan PCBCart untuk merealisasikan reka bentuk anda, sekali gus mencapai kebolehpercayaan dan kecekapan yang lebih baik. Dapatkan sebut harga daripada PCBCart hari ini dan pastikan peranti elektronik anda berfungsi dengan sempurna melalui penyelesaian pakar kami dalam fabrikasi dan pemasangan PCB.
Dapatkan Sebut Harga Segera untuk Susun Atur & Reka Bentuk PCB
Sumber yang Berguna:
•Kaedah untuk Mengukuhkan Keupayaan Anti-Gangguan dalam Reka Bentuk PCB
•Analisis tentang Strategi Anti-Gangguan dan Pembumian untuk PCB
•Garis Panduan Susun Atur PCB Mesra Jurutera yang Tidak Boleh Dilepaskan
•Perkhidmatan Pembuatan PCB Ciri Penuh daripada PCBCart - Pelbagai pilihan Nilai Tambah
•Perkhidmatan Pemasangan PCB Termaju daripada PCBCart - Bermula dari 1 unit
