Perkembangan pesat teknologi elektronik menyumbang kepada ketumpatan tinggi komponen elektronik, yang mendorong keperluan keupayaan anti-gangguan bagi pereka PCB. Dalam proses reka bentuk PCB, pereka bentuk mesti mematuhi genericprinsip reka bentuk PCBdan keperluan anti-gangguan. Keupayaan anti-gangguan dalam reka bentuk PCB mempunyai hubungan langsung dengan kesahihan dan kestabilan produk elektronik, malah dianggap sebagai perkara utama dalam reka bentuk. Apabila keperluan anti-gangguan diambil kira sepenuhnya dalam proses reka bentuk, masa juga akan dijimatkan kerana langkah pembetulan anti-gangguan tidak perlu diambil kemudian.
Sumber Penjanaan Gangguan dalam PCB
Sumber penjanaan gangguan dalam PCB datang daripada elemen-elemen berikut:
a. Sumber gangguanmerujuk kepada komponen, peranti atau isyarat yang menghasilkan gangguan seperti geganti, pengawal selia silikon terkawal, mesin elektrik dan jam frekuensi tinggi.
b. Komponen sensitifmerujuk kepada objek yang mudah terdedah seperti penukar A/D (D/A), mikrokomputer cip tunggal (SCM), IC digital dan sebagainya.
c. Laluan penghantaranmerujuk kepada laluan atau media yang melaluinya gangguan bergerak dari sumbernya ke komponen sensitif. Mengikut laluan penghantaran gangguan, gangguan boleh dikelaskan kepada dua kategori: gangguan pengaliran dan gangguan sinaran. Yang pertama merujuk kepada gangguan yang dihantar melalui plumbum ke komponen sensitif. Berbeza daripada jalur frekuensi isyarat berguna, penghantaran hingar gangguan frekuensi tinggi boleh dikurangkan dengan menambah penapis pada plumbum dan kadangkala penambahan pengganding optik terasing juga boleh berfungsi. Gangguan sinaran merujuk kepada gangguan yang dihantar ke komponen sensitif melalui ruang. Penyelesaian umum ialah membesarkan jarak antara sumber gangguan dan komponen sensitif atau mengasingkannya melalui wayar bumi.
Prinsip Anti-Gangguan dalam Reka Bentuk PCB
Prinsip umum anti-gangguan harus merangkumi menghalang sumber gangguan, mengurangkan laluan penghantaran gangguan dan meningkatkan keupayaan anti-gangguan komponen sensitif. Langkah khusus bagi setiap prinsip akan ditunjukkan dalam kandungan berikut:
• Untuk menghalang sumber gangguan
a.Bagi geganti, dua langkah boleh diambil untuk menghalang sumber gangguan. Sumber gangguan merujuk kepada komponen, peranti atau isyarat yang menjana gangguan seperti geganti, penyearah terkawal silikon, mesin elektrik dan jam frekuensi tinggi.
1). Diod flyback boleh ditambah pada gegelung geganti untuk menghapuskan gangguan yang terhasil daripada daya gerak elektrik balikan apabila gegelung dimatikan.
2). Litar penindasan percikan boleh disambungkan secara selari pada pin geganti untuk mengurangkan gangguan percikan.
b.Untuk mesin elektrik, litar penapis boleh ditambah padanya. Perhatikan bahawa kaki kapasitor dan induktor hendaklah sesingkat yang mungkin.
c.Untuk pengawal selia terkawal silikon, litar gangguan RC boleh disambungkan ke pin pengawal selia terkawal silikon untuk mengurangkan hingar yang dijana oleh pengawal selia terkawal silikon.
d.Sebuah kapasitor frekuensi tinggi dalam julat dari 0.01ΜF hingga 0.1ΜF hendaklah disambungkan kepada setiap IC pada papan litar bagi mengurangkan gangguan yang dijana oleh IC kepada bekalan kuasa. Perlu diingat bahawa dari segi pendawaian kapasitor frekuensi tinggi, wayar hendaklah dekat dengan bekalan kuasa serta pendek dan tebal. Jika tidak, rintangan siri setara akan meningkat dan menjejaskan kesan penapisan.
• Untuk mengurangkan laluan penghantaran gangguan
Secara khusus, langkah biasa untuk mengurangkan laluan penghantaran gangguan termasuk:
a.Pengaruh kuasa terhadap SCM perlu diambil kira sepenuhnya. Banyak SCM sangat sensitif terhadap hingar kuasa dan litar penapis atau pengawal voltan perlu ditambah pada bekalan kuasa SCM bagi mengurangkan gangguan daripada hingar kuasa terhadap SCM.
b.Jika port I/O dalam SCM digunakan untuk mengawal komponen hingar, pengasingan (gelombang penapis bentuk-Π) harus ditambah antara port I/O dan sumber hingar.
c.Penghalaan pengayun kristal perlu diberi perhatian. Pengayun kristal hendaklah diletakkan berhampiran pin SCM dengan wayar tanah yang mengasingkan zon jam. Sarung pengayun kristal disambungkan ke tanah dan distabilkan.
d.Papan hendaklah mempunyai pembahagian yang munasabah berdasarkan isyarat kuat atau lemah, isyarat digital atau analog. Sumber gangguan seperti mesin elektrik atau geganti hendaklah diasingkan daripada komponen sensitif seperti SCM.
e.Wayar bumi harus digunakan untuk mengasingkan zon digital daripada zon analog, bumi digital daripada bumi analog yang akan disambungkan ke bumi kuasa pada satu hujung. Prinsip ini juga sesuai untuk perutean cip A/D dan D/A.
f.Wayar bumi SCM dan komponen berkuasa tinggi hendaklah disambungkan ke bumi secara bebas bagi mengurangkan gangguan bersama. Selain itu, komponen berkuasa tinggi hendaklah diletakkan di bahagian tepi papan.
g.Komponen anti-gangguan seperti manik ferit, tiub ferit, penapis kuasa dan bekas perisai digunakan pada beberapa bahagian utama pada papan seperti port I/O SCM, wayar kuasa dan talian sambungan PCB bagi meningkatkan dengan ketara keupayaan anti-gangguan litar.
• Untuk meningkatkan keupayaan anti-gangguan komponen sensitif
Ini merujuk kepada langkah-langkah supaya pengambilan bunyi gangguan dapat dikurangkan daripada komponen sensitif dan pemulihan pantas daripada keadaan tidak normal. Langkah biasa untuk meningkatkan keupayaan anti-gangguan komponen sensitif termasuk:
a.Kawasan gelung litar harus diperbesarkan semasa pendawaian bagi mengurangkan hingar teraruh.
b.Semasa melakukan pendawaian, kedua-dua talian kuasa dan wayar bumi hendaklah dibuat setebal mungkin, yang dapat mengurangkan penurunan voltan dan menyahgandingkan hingar.
c.Port I/O terbiar pada SCM hendaklah disambungkan ke tanah atau kuasa, begitu juga dengan port terbiar IC lain tanpa mengubah logik sistem.
d.Monitor kuasa dan litar pengawas (watchdog) harus digunakan pada SCM supaya keupayaan anti-gangguan bagi keseluruhan litar dapat ditingkatkan dengan ketara.
e.Komponen IC hendaklah dikimpal terus pada papan dan bukannya menggunakan soket IC.
f.Oleh kerana kelajuan semasa dapat memenuhi keperluan, pengayun kristal SCM harus dikurangkan dan litar digital berkelajuan rendah harus dipilih.
Perlu maklumat lanjut tentang mendapatkan reka bentuk dan fabrikasi PCB Anti-Gangguan? Jurutera kami sedanghanya sejauh satu e-mel.
