Էլեկտրոնիկայի այսօրվա շուկան պահանջում է մի քանի գերարագ գործառույթների ինտեգրում փոքրացված տպագիր տպատախտակների վրա (PCBS) մեկ տախտակի վրա, ինչը դիզայներներին տանում է դեպի միմյանց շատ մոտ տեղադրելու լարերը՝ փաթեթավորումն ու տարածությունը օպտիմալացնելու համար: Այս մոտիկությունը կարող է հանգեցնել էլեկտրամագնիսական դաշտերի անսպասելի միացման, որը հայտնի է որպես Crosstalk (տես Նկար 1):

Նկար 1. Հարակից գծերի գրաֆիկական ներկայացում PCB-ի վրա՝ պոտենցիալ զրոյական խնդիրներով:

Թեև բարձր խտության փաթեթավորումն անխուսափելի է, PCB-ի նախագծման որոշ կանոններ, որոնք կապված են PCB-ի վրա լարերի միացման հետ, չպետք է խախտվեն՝ խուսափելու պոտենցիալ խաչաձևությունից և էլեկտրամագնիսական միջամտությունից/համատեղելիության (EMI/EMC) խնդիրներից:

(Հետևյալ բաժիններում «կրիտիկական ցանց» արտահայտությունը վերաբերում է այն արագընթաց ժամացույցի/տվյալների գծերին, կարևոր սենսորային գծերին և այլն, PCB-ի վրա՝ կախված PCB-ի կիրառությունից):

Կանոն 1. Հիմնական ցանցեր I/O ցանցերի մոտ

Կարևոր է դիտարկել I/O գծերի հետ կապված կրիտիկական ցանցի լարերը, քանի որ աղմուկը հեշտությամբ կարող է զուգակցվել տախտակին այս I/O գծերի միջոցով, որոնք մտնում և դուրս են գալիս PCB-ից (տես Նկար 2) կամ տեղափոխվում այլ տախտակներ:

Նկար 2. Սցենարի սխեմատիկ դիագրամ, որտեղ կրիտիկական ցանցը և I/O ցանցը միացված են միմյանց մոտ:

Ցանկացած աղմուկ, որը մտնում է տախտակ I/O գծի միջոցով, կարող է զուգակցվել կրիտիկական ցանցին, որը կրում է կարևոր տվյալներ/ժամացույցի ազդանշաններ, ինչը հիմնականում PCB-ի անձեռնմխելիության խնդիր է (Նկար 3Ա): Նմանապես, կրիտիկական ցանցի կողմից կրվող ցանկացած բարձր արագության ազդանշան կարող է զուգակցվել I/O ցանցին և ի վերջո փոխանցվել արտաքին աշխարհ և համակարգի այլ մոդուլներ՝ տախտակից դուրս գտնվող I/O գծերի միջոցով: Սկզբունքորեն սա ճառագայթման խնդիր կլինի PCB-ի համար (Նկար 3B):

Նկարներ 3A (ձախ) և 3B. Հնարավոր EMI/EMC խնդիրներ առաջացած կրիտիկական և I/O ցանցերի մոտիկությունից

Կանոն 2. Բացահայտված կրիտիկական հետքի երկարությունը

Կարճ ալիքի բարձր արագությամբ PCBS (& GT; 100 ՄՀց), ցանկացած կրիտիկական ցանցի էլեկտրական երկարությունը (տես նկար 4ա) բավարար է այն ճառագայթման արդյունավետ աղբյուր դարձնելու համար, հատկապես, երբ ենթարկվում է վերին կամ ստորին շերտերին: Այս անցանկալի ճառագայթումը կարող է զուգակցվել ցանկացած հարակից մալուխի հետ, նույնիսկ մալուխին մոտ սարքի մալուխի հետ: Մենք խորհուրդ ենք տալիս թաղել կրիտիկական ցանցը PCB-ի ներքին շերտի ամուր հարթությունների միջև, ինչպես ցույց է տրված Նկար 4b-ում: Սա օգնում է փակել դաշտը գծից և խուսափել ցանկացած չնախատեսված միացումից՝ խաչաձև կամ EMI ձևով: Եթե ​​այս կարևոր ցանցերը պետք է բացահայտվեն արտաքին շերտում, ապա բաց հատվածի երկարությունը պետք է հնարավորինս փոքր լինի: Դա պայմանավորված է նրանով, որ որքան կարճ են բացված լարերի երկարությունը, այնքան ավելի քիչ ճառագայթ են արձակում, քանի որ եթե դրանք էլեկտրականորեն փոքր լինեին, ապա դրանք անարդյունավետ ալեհավաքներ կլինեին:

Թուզ. 4A (ձախ) և B. հարթությունների միջև բաց կամ փակ կրիտիկական ցանցերի դիագրամներ

Կանոն 3. Ցանցի կրիտիկական տարբերությունների համապատասխանեցում

Տեսականորեն, դիֆերենցիալ զույգերը փոխանցում են նույն չափի, բայց հակառակ բևեռականության ազդանշաններ, քանի որ նրանց կողմից արտադրված EMI-ը ջնջում է միմյանց կամ աննշան է: Այնուամենայնիվ, սա աշխատում է միայն այն դեպքում, եթե զույգի գծերը նույն երկարության և հնարավորինս սիմետրիկորեն մոտ են միմյանց: Սրանցից որևէ մեկի խախտումը կարող է առաջացնել սովորական ռեժիմի աղմուկ և EMI խնդիրներ: Սա մեծ անհանգստություն է առաջացնում հատկապես բարձր հաճախականության կրիտիկական ազդանշաններ կրող դիֆերենցիալ ցանցերի համար, քանի որ EMI-ն մեծացնում է փոխադրվող ազդանշանների հաճախականությունը: Նկար 5-ը ցույց է տալիս հաղորդալարերի միացման մի քանի օրինակներ՝ IC փաթեթի և ելքի կետերի (միակցիչների) միջև կրիտիկական տարբերության զույգերի ճիշտ/սխալ եղանակով տպատախտակի վրա:

Նկար 5. Վերադարձի ընթացիկ ուղին հղման հարթության մեջ տրոհմամբ

Կրիտիկական տարբերության ցանցի համապատասխանություն. մոդելավորում և կապ իրական փորձարկման պահանջների հետ

6A և 6b նկարներում ներկայացված PCB օրինակում մենք ունենք մի պարզ դեպք, երբ դիֆերենցիալ զույգերը միացված են PCB-ի վրա երկու տարբեր ձևերով՝ սիմետրիկ և ասիմետրիկ: Երկու դեպքում էլ SIwave-ում դրանք մի ծայրում գրգռվում են դիֆերենցիալ լարման աղբյուրով, իսկ մյուս ծայրում միացված են բեռով:

Նկարներ 6A (ձախ) և B. Դիֆերենցիալ զույգերի օրինակներ PCB-ի վրա լարերի միացման համար

Երկու դեպքում էլ մենք իրականացնում ենք մոտ դաշտային վերլուծություն: Դիֆերենցիալ զույգ սիմետրիկ լարերով PCBS-ում մոտ դաշտի մակարդակն ավելի ցածր է, քան դրանց ասիմետրիկ լարերում, ինչպես ցույց է տրված Նկ. 7A և 7b.

Թուզ. 7a (ձախ) և B. Մոտ դաշտ @ ​​597.45 ՄՀց՝ սիմետրիկ և ասիմետրիկ տարբերության զույգ ցանցերով

Ենթադրենք, մենք ցանկանում ենք փորձարկել PCB-ն՝ համաձայն EMI/EMC կանոնակարգերի AIS 004 (Հնդկաստանում) կամ UNECE R10 (Եվրոպայում) ճառագայթային արտանետումների պահանջների: Նկար 8-ը ցույց է տալիս մոդելավորված հեռավոր դաշտի համեմատական ​​վերլուծությունը PCB-ից 1 մ հեռավորության վրա 30 ՄՀց - 1 ԳՀց հաճախականության տիրույթում: Նկատի ունեցեք, որ ասիմետրիկ տարբերությունների զույգերի դեպքում արտանետումների մակարդակը ավելանում է մոտ 8-ից 10 դԲ-ով և հանգեցնում է նաև 563.50 ՄՀց և ավելի բարձր հաճախականություններին անհամապատասխանության:

Նկար 8. 1 մ ճառագայթման համեմատություն

SIwave-ի սիմուլյացիան PCB մակարդակում թույլ է տալիս վաղ հայտնաբերել նման EMI խնդիրները, որոնք կարող են օգնել օպտիմիզացնել PCBS-ն, նախքան դրանք նախատեսված են ֆիզիկական փորձարկման և նույնիսկ ավելի բարձր մակարդակի սիմուլյացիաների համար:

Հրաժարում պատասխանատվությունից. այս հոդվածը վերատպված է «էլեկտրոնային անտառից», այս հոդվածը ներկայացնում է միայն հեղինակի անձնական տեսակետները, չի ներկայացնում Sakwei-ի և ոլորտի տեսակետները, միայն վերարտադրվում և տարածվում է, աջակցում է մտավոր սեփականության իրավունքների պաշտպանությանը, խնդրում ենք նշել սկզբնաղբյուրը։ իսկ հեղինակը, եթե խախտում կա, դիմեք մեզ ջնջելու համար։