Raftækjamarkaðurinn í dag krefst samþættingar margra háhraðaaðgerða á smækkuðum prentuðum hringrásum (PCBS) á einni töflu, sem leiðir til þess að hönnuðir setja raflögn mjög þétt saman til að hámarka umbúðir og pláss. Þessi nálægð getur leitt til óvæntrar tengingar rafsegulsviða, fyrirbæri sem kallast Crosstalk (sjá mynd 1).

Mynd 1: Myndræn framsetning á aðliggjandi línum á PCB með hugsanlegum víxlmælingarvandamálum.

Þótt þéttleiki umbúðir séu óumflýjanlegar, ætti ekki að brjóta ákveðnar PCB hönnunarreglur sem tengjast raflögn á PCB til að forðast hugsanlega þverræðu og rafsegultruflanir/samhæfi (EMI/EMC) vandamál.

(Í eftirfarandi köflum vísar orðasambandið „mikilvægt net“ til þessara háhraðaklukku/gagnalína, mikilvægra skynjaralína osfrv., á PCB, allt eftir notkun PCB.)

Regla 1: Lykilkerfi nálægt I/O netkerfum

Það er mikilvægt að skoða raflögn mikilvæga netkerfisins sem tengist I/O línunum, vegna þess að hávaði er auðveldlega hægt að tengja við borðið í gegnum þessar I/O línur sem koma inn og út úr PCB (sjá mynd 2) eða flytja til aðrar stjórnir.

Mynd 2: Skýringarmynd af atburðarás þar sem mikilvæga netið og I/O netið eru tengd nálægt hvort öðru.

Sérhver hávaði sem kemur inn á borðið í gegnum I/O línuna getur verið tengt við mikilvæga netið sem ber mikilvæg gögn/klukkumerki, sem er í grundvallaratriðum PCB ónæmisvandamál (Mynd 3A). Á svipaðan hátt er hægt að tengja öll háhraðamerki sem berast af mikilvæga netkerfinu við I/O netið og að lokum send til umheimsins og inn í aðrar einingar í kerfinu um I/O línur utan borðsins. Í grundvallaratriðum væri þetta geislunarvandamál fyrir PCB (mynd 3B).

Myndir 3A (vinstri) og 3B: Hugsanleg EMI/EMC vandamál af völdum nálægðar mikilvægra neta og I/O netkerfa

Regla 2: Óvarinn mikilvægur snefillengd

Í stuttu máli bylgjulengd háhraða PCBS (& GT; 100MHz), er rafmagnslengd allra mikilvægra neta (sjá mynd 4a) nægjanleg til að gera það að áhrifaríkum geislunargjafa, sérstaklega þegar það verður fyrir efri eða neðstu lögum. Þessa óæskilegu geislun er hægt að tengja við hvaða aðliggjandi kapal sem er, jafnvel við kapal í tæki nálægt kapalnum. Við mælum með því að grafa mikilvæga netið á milli fasta plana innra lags PCB, eins og sýnt er á mynd 4b. Þetta hjálpar til við að loka vellinum frá línunni og koma í veg fyrir óviljandi tengingu í formi yfirtals eða EMI. Ef afhjúpa þarf þessi mikilvægu net í ytra lagi ætti lengd óvarða hlutans að vera eins lítil og mögulegt er. Þetta er vegna þess að því styttri lengd sem óvarinn vír eru, því minni geislun gefa þeir frá sér, því ef þeir væru rafmagnslitlir væru þeir óhagkvæm loftnet.

Fíkjur. 4A (vinstri) og B: Skýringarmyndir af óvarnum eða lokuðum mikilvægum netum milli flugvéla

Regla 3: Mikilvægur munur á netsamsvörun

Fræðilega séð senda mismunapör merki af jöfnum stærðum en gagnstæða pólun, vegna þess að EMI framleitt af þeim hættir hvort öðru eða er hverfandi. Hins vegar virkar þetta aðeins ef línurnar í parinu eru jafnlangar og eins nálægt hvor annarri eins og hægt er samhverft. Brot á einhverju af þessu getur valdið algengum hávaða og EMI vandamálum. Þetta er mikið áhyggjuefni, sérstaklega fyrir mismunakerfi sem bera hátíðni mikilvæg merki, vegna þess að EMI eykur tíðni merkjanna sem flutt eru. Mynd 5 sýnir nokkur dæmi um tengingu á réttan/röngan hátt á mikilvægum mismunapörum milli IC pakkans og útgöngustaða (tengja) á hringrásarborðinu.

Mynd 5: Skilastraumsleið með skiptingu í viðmiðunarplani

Critical Difference netsamsvörun: Eftirlíking og tengsl við raunverulegar prófkröfur

Í PCB dæminu á myndum 6A og 6b höfum við einfalt tilvik þar sem mismunapör eru tengd á PCB á tvo mismunandi vegu: samhverft og ósamhverf. Í báðum tilfellum, í SIwave, eru þeir spenntir í öðrum endanum með mismunaspennugjafa og tengdir í hinum endanum með álagi.

Myndir 6A (vinstri) og B: Dæmi um mismunapör fyrir raflögn á PCB

Við keyrum nærsviðsgreiningu í báðum tilfellum. Í PCBS með mismunapar samhverfum raflögnum er nærsviðsstigið lægra en í ósamhverfum raflögnum þeirra, eins og sýnt er á myndum. 7A og 7b.

Fíkjur. 7a (vinstri) og B: Nálægt svið @ 597.45 MHz með samhverfum og ósamhverfum mismunapörnetum

Segjum að við viljum prófa PCB samkvæmt EMI/EMC reglugerðum AIS 004 (á Indlandi) eða UNECE R10 (í Evrópu) geislalosunarkröfum. Mynd 8 sýnir samanburðargreiningu á hermdu fjarsviði í 1 m fjarlægð frá PCB á 30 MHz -- 1 GHz tíðnisviðinu. Athugið að ef um ósamhverf mismunapör er að ræða eykur útblástursstigið um 8 til 10 dB og leiðir einnig til þess að ekki samræmist 563.50 MHz og hærri tíðni.

Mynd 8: Samanburður á 1 m geislun

Eftirlíking SIwave á PCB stigi gerir kleift að greina snemma slík EMI vandamál, sem getur hjálpað til við að fínstilla PCBS áður en þau eru hönnuð fyrir líkamlegar prófanir og jafnvel hærra stigi uppgerð.

Fyrirvari: Þessi grein er endurprentuð úr "rafrænum skógi", þessi grein táknar aðeins persónulegar skoðanir höfundar, táknar ekki skoðanir Sakwei og iðnaðarins, aðeins afrituð og miðlað, styður vernd hugverkaréttinda, vinsamlegast tilgreinið upprunalega uppruna og höfundur, ef um brot er að ræða, vinsamlegast hafðu samband við okkur til að eyða.