Pada masa kini, pelbagai jenis produk elektronik telah menembusi ke setiap sudut kehidupan manusia, mendorong kepada perkembangan pesat papan litar bercetak (PCB) yang merupakan teras kepada peranti elektronik. Sama ada peranti elektronik mampu berfungsi dengan normal, selamat dan stabil sangat bergantung pada reka bentuk PCB. Dalam proses reka bentuk PCB, pautan yang paling penting ialah reka bentuk dari segi pembumian dan anti-gangguan bagi produk elektronik. Sehingga kini, pereka bentuk untuk PCB tertentu mempunyai pandangan mereka sendiri terhadap pembumian dan anti-gangguan dan kedua-dua kaedah serta teknologi yang berkaitan dengan pembumian dan anti-gangguan sentiasa berkembang dari semasa ke semasa, yang akan menyediakan jaminan penting untuk operasi keselamatan yang stabil dan berterusan bagi peranti elektronik. Artikel ini membincangkan strategi anti-gangguan dan pembumian untuk PCB.
Pembumian Isyarat Digital dan Isyarat Analog
Dalam proses reka bentuk PCB, kita gagal membezakan dengan tegas kawasan isyarat digital atau kawasan isyarat analog. Contoh lain, dalam satu litar, sebagai bahagian awam, adalah sukar untuk menilai bahagian kuasa itu tergolong kepada yang mana. Kaedah umum anti-gangguan ialah membezakan litar digital daripada litar analog dan kedua-duanya perlu dilukis dalam kawasan yang berbeza. Tetapi bagaimana untuk mereka bentuk bahagian yang tidak dapat dibezakan dengan tegas, seperti bahagian kuasa yang disebut di atas? Intipati membezakan isyarat analog daripada isyarat digital terletak pada sifat cip yang berkenaan, iaitu sama ada cip itu analog atau digital. Bahagian kuasa membekalkan kuasa kepada litar analog apabila ia tergolong kepada bahagian analog manakala ia tergolong kepada bahagian digital apabila membekalkan kuasa kepada cip digital. Namun begitu, apabila kedua-dua bahagian menggunakan kuasa yang sama secara serentak, kaedah jambatan akan digunakan untuk membawa kuasa daripada bahagian yang lain. Sistem anti-gangguan yang disebut di atas adalah kaedah yang agak biasa pada masa ini. Dalam realiti, kaedah ini hanya berkesan dalam sesetengah sistem kecil atau PCB. Walau bagaimanapun, dalam sistem litar yang besar, banyak masalah berpotensi biasanya timbul dengan penggunaan kaedah ini, terutamanya dalam sistem yang rumit di mana masalah ini begitu ketara sehingga isu EMI lalu diperkenalkan dalam penghalaan yang memintas jarak pengagihan. Sebagai contoh, apabila penukar A/D tipikal sedang digunakan,Kilang Fabrikasi PCBakan mencadangkan supaya AGND dan DGND pada penukar A/D disambungkan ke tanah dengan impedans rendah melalui plumbum terpendek. Oleh itu, dengan kaedah yang disebutkan di atas digunakan, dua tanah disambungkan melalui jambatan sambungan yang mempunyai lebar setara dengan IC di bawah penukar A/D.
Walau bagaimanapun, bagi sistem dengan banyak penukar A/D, jika setiap satunya diproses mengikut kaedah yang disebutkan di atas, sambungan berbilang titik akan terhasil. Ini tidak akan membawa sebarang makna bagi pengasingan antara bumi digital dan bumi analog. Untuk menyelesaikan masalah ini, bumi fizikal hendaklah digunakan dengan bumi fizikal dibahagikan kepada bumi digital dan bumi analog, yang kedua-duanya mampu memenuhi keperluan pengeluar dan mengurangkan isu EMI sebanyak mungkin.
Analisis tentang Anti-Gangguan Isyarat Frekuensi Tinggi
Dalam proses mereka bentuk PCB dengan isyarat frekuensi tinggi, sebarang logam atau plumbum boleh dianggap sebagai komponen yang terdiri daripada perintang, induktor dan kapasitor. Satu jejak bercetak dengan panjang 25mm pada PCB berupaya menghasilkan induktans sebanyak 15nH hingga 20nH. Oleh itu, strategi pembumian berbilang titik perlu digunakan supaya setiap sistem litar disambungkan ke garisan bumi bersebelahan dengan impedans paling rendah. Selain itu, impedans bumi dan induktans antara garisan bumi hendaklah dikurangkan sebanyak mungkin dan gandingan bersama antara litar yang disebabkan oleh kapasitans teragih juga perlu dikurangkan. Kaedah paling mudah bagi pembumian berbilang titik ialah salutan tembaga penuh. Titik bumi komponen disambungkan kepada salutan tembaga dan satah bumi yang meliputi sebahagian besar PCB menyediakan satah rujukan dengan impedans yang amat rendah. Dengan itu, gandingan frekuensi tinggi yang tidak perlu antara setiap komponen dan unit litar dapat dielakkan.
Tanah digital dan tanah analog perlu diproses secara berasingan dalamPCB frekuensi tinggi. Tahap tanah bagi talian isyarat digital frekuensi tinggi biasanya berbeza antara satu sama lain dan sisihan voltan sering berlaku di antaranya. Selain itu, talian tanah isyarat digital frekuensi tinggi sentiasa mengandungi komponen harmonik yang agak kaya daripada isyarat frekuensi tinggi. Apabila talian tanah isyarat digital disambungkan terus dengan talian tanah isyarat analog, gelombang harmonik isyarat frekuensi tinggi akan mengganggu isyarat analog melalui gandingan talian tanah. Lazimnya, talian tanah isyarat digital frekuensi tinggi hendaklah diasingkan daripada talian tanah isyarat analog sama ada dengan kaedah penyambungan titik tunggal pada kedudukan yang sesuai atau dengan kaedah penyambungan menggunakan manik tercekik frekuensi tinggi.
Analisis tentang Anti-Gangguan Isyarat Frekuensi Tinggi
Dalam reka bentuk PCB,susun atur komponendan ketebalan wayar penyambung sangat berkaitan dengan gangguan, yang memerlukan teknologi profesional dan keupayaan pengenalan penuh daripada pereka bentuk. Anti-gangguan dalam reka bentuk PCB berkaitan dengan prestasi aplikasi produk elektronik. Senarai peraturan yang diperkenalkan dalam artikel ini ialah rumusan pengalaman reka bentuk praktikal daripada para pereka, yang pastinya berguna kepada pereka PCB.
