Anti-ndërhyrje është një hallkë shumë e rëndësishme në projektimin modern të qarqeve, e cila pasqyron drejtpërdrejt performancën dhe besueshmërinë e të gjithë sistemit. Për inxhinierët e PCB-së, projektimi anti-ndërhyrje është pika kyçe dhe e vështirë që të gjithë duhet ta zotërojnë.
Prania e ndërhyrjes në tabelën PCB
Në hulumtimet aktuale, është zbuluar se ekzistojnë katër ndërhyrje kryesore në projektimin e PCB-së: zhurma e furnizimit me energji, ndërhyrja e linjës së transmetimit, çiftëzimi dhe ndërhyrja elektromagnetike (EMI).
1. Zhurma e furnizimit me energji
Në qarkun me frekuencë të lartë, zhurma e furnizimit me energji ka një ndikim veçanërisht të dukshëm në sinjalin me frekuencë të lartë. Prandaj, kërkesa e parë për furnizimin me energji është zhurma e ulët. Këtu, një tokëzim i pastër është po aq i rëndësishëm sa një burim i pastër energjie.
2. Linja e transmetimit
Në një PCB ekzistojnë vetëm dy lloje linjash transmetimi të mundshme: linja e shiritit dhe linja e mikrovalës. Problemi më i madh me linjat e transmetimit është reflektimi. Reflektimi do të shkaktojë shumë probleme. Për shembull, sinjali i ngarkesës do të jetë mbivendosje e sinjalit origjinal dhe sinjalit të jehonës, gjë që do të rrisë vështirësinë e analizës së sinjalit; reflektimi do të shkaktojë humbje kthimi (humbje kthimi), e cila do të ndikojë në sinjal. Ndikimi është po aq serioz sa ai i shkaktuar nga ndërhyrja shtesë e zhurmës.
3. Lidhja
Sinjali i interferencës i gjeneruar nga burimi i interferencës shkakton interferencë elektromagnetike në sistemin e kontrollit elektronik përmes një kanali të caktuar çiftëzimi. Metoda e çiftëzimit të interferencës nuk është gjë tjetër veçse veprimi në sistemin e kontrollit elektronik përmes telave, hapësirave, linjave të përbashkëta, etj. Analiza përfshin kryesisht llojet e mëposhtme: çiftëzimi direkt, çiftëzimi me impedancë të përbashkët, çiftëzimi kapacitiv, çiftëzimi me induksion elektromagnetik, çiftëzimi me rrezatim, etj.
4. Ndërhyrja elektromagnetike (EMI)
Ndërhyrja elektromagnetike EMI ka dy lloje: ndërhyrje të përçuara dhe ndërhyrje të rrezatuara. Ndërhyrja e përçuar i referohet çiftëzimit (ndërhyrjes) së sinjaleve në një rrjet elektrik me një rrjet tjetër elektrik përmes një mjedisi përçues. Ndërhyrja e rrezatuar i referohet çiftëzimit (ndërhyrjes) së burimit të ndërhyrjes me sinjalin e tij me një rrjet tjetër elektrik përmes hapësirës. Në PCB-të me shpejtësi të lartë dhe projektimin e sistemit, linjat e sinjalit me frekuencë të lartë, kunjat e qarkut të integruar, lidhësit e ndryshëm, etj., mund të bëhen burime ndërhyrjeje nga rrezatimi me karakteristika të antenës, të cilat mund të emetojnë valë elektromagnetike dhe të ndikojnë në sisteme të tjera ose nënsisteme të tjera në sistem.
Masat kundër ndërhyrjes së PCB-së dhe qarkut
Dizajni anti-bllokues i qarkut të shtypur është i lidhur ngushtë me qarkun specifik. Më pas, do të japim vetëm disa shpjegime mbi disa masa të zakonshme të dizajnit anti-bllokues të PCB-së.
1. Dizajni i kabllos së energjisë
Sipas madhësisë së rrymës së qarkut të shtypur, përpiquni të rrisni gjerësinë e linjës së energjisë për të zvogëluar rezistencën e lakut. Në të njëjtën kohë, bëjeni drejtimin e linjës së energjisë dhe linjës së tokëzimit në përputhje me drejtimin e transmetimit të të dhënave, gjë që ndihmon në përmirësimin e aftësisë anti-zhurmë.
2. Projektimi i telit të tokëzimit
Ndani tokëzimin dixhital nga tokëzimi analog. Nëse në qarkun elektrik ka qarqe logjike dhe qarqe lineare, ato duhet të ndahen sa më shumë që të jetë e mundur. Tokëzimi i qarkut me frekuencë të ulët duhet të jetë i tokëzuar paralelisht në një pikë të vetme sa më shumë që të jetë e mundur. Kur instalimet elektrike janë të vështira, ai mund të lidhet pjesërisht në seri dhe pastaj të tokëzohet paralelisht. Qarku me frekuencë të lartë duhet të jetë i tokëzuar në pika të shumta në seri, teli i tokëzimit duhet të jetë i shkurtër dhe i trashë, dhe petë tokëzimi me sipërfaqe të madhe në formë rrjete duhet të përdoret rreth komponentit me frekuencë të lartë.
Teli i tokëzimit duhet të jetë sa më i trashë të jetë e mundur. Nëse përdoret një vijë shumë e hollë për telin e tokëzimit, potenciali i tokëzimit ndryshon me rrymën, gjë që zvogëlon rezistencën ndaj zhurmës. Prandaj, teli i tokëzimit duhet të trashet në mënyrë që të kalojë tre herë rrymën e lejuar në pllakën e shtypur. Nëse është e mundur, teli i tokëzimit duhet të jetë mbi 2~3 mm.
Teli i tokëzimit formon një lak të mbyllur. Për pllakat e shtypura të përbëra vetëm nga qarqe dixhitale, shumica e qarqeve të tyre të tokëzimit janë të rregulluara në lakore për të përmirësuar rezistencën ndaj zhurmës.
3. Konfigurimi i kondensatorit të shkëputjes
Një nga metodat konvencionale të dizajnit të PCB-së është konfigurimi i kondensatorëve të duhur të shkëputjes në secilën pjesë kyçe të pllakës së shtypur.
Parimet e përgjithshme të konfigurimit të kondensatorëve të shkëputjes janë:
① Lidhni një kondensator elektrolitik 10 ~ 100uf në hyrjen e energjisë. Nëse është e mundur, është më mirë ta lidhni me 100uF ose më shumë.
②Në parim, çdo çip qarku i integruar duhet të jetë i pajisur me një kondensator qeramik 0.01pF. Nëse hapësira e pllakës së shtypur nuk është e mjaftueshme, mund të vendoset një kondensator 1-10pF për çdo 4~8 çipa.
③ Për pajisjet me aftësi të dobët kundër zhurmës dhe ndryshime të mëdha të fuqisë kur janë të fikura, siç janë pajisjet e ruajtjes RAM dhe ROM, një kondensator shkëputës duhet të lidhet drejtpërdrejt midis linjës së energjisë dhe linjës së tokëzimit të çipit.
④Tabela e kondensatorit nuk duhet të jetë shumë e gjatë, veçanërisht kondensatori i anashkalimit me frekuencë të lartë nuk duhet të ketë tela.
4. Metodat për të eliminuar ndërhyrjen elektromagnetike në projektimin e PCB-së
①Reduktimi i sytheve: Çdo syth është ekuivalent me një antenë, kështu që duhet të minimizojmë numrin e sytheve, sipërfaqen e sythit dhe efektin e antenës së sythit. Sigurohuni që sinjali të ketë vetëm një shteg sythi në çdo dy pika, shmangni sythet artificiale dhe përpiquni të përdorni shtresën e fuqisë.
2. Filtrimi: Filtrimi mund të përdoret për të zvogëluar EMI-në si në linjën e energjisë ashtu edhe në linjën e sinjalit. Ekzistojnë tre metoda: shkëputja e kondensatorëve, filtrat EMI dhe komponentët magnetikë.
③Mburojë.
④ Mundohuni të zvogëloni shpejtësinë e pajisjeve me frekuencë të lartë.
⑤ Rritja e konstantës dielektrike të pllakës PCB mund të parandalojë që pjesët me frekuencë të lartë, siç është linja e transmetimit afër pllakës, të rrezatojnë nga jashtë; rritja e trashësisë së pllakës PCB dhe minimizimi i trashësisë së linjës së mikrostripit mund të parandalojë tejmbushjen e telit elektromagnetik dhe gjithashtu të parandalojë rrezatimin.