09 (PES) PCB i EMC

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

1/66

6/17/2011

1

Projektovanje štampanihploča

1

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

2/66

6/17/2011

2

Terminologija:

• U elektronskim sistemima, tačkareferentnog potencijala naziva‚se masa.Zabuna izmedju "uzemljenja" i "mase" semože izbeći ako razmotrimo primer

2

aviona, čiji električni sistem ima tačkumase za referentni napon, tj. tačku kojaočigledno nije vezana ni za jednouzemljenje. Ovde reč "uzemljenje"koristimo za vezu sa zemljom i "masa" zacentralnu referentnu vezu.

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

3/66

6/17/2011

3

naponskiregulator

linije za napajanjebypasskondenzatordigitalna i analogna masa

kola saprobojnim

rupamaSMD

kućišta

3

višeslojnaštampana

pločaoscilatorkarakteristična linijaosnovna petlja

kola- ulazi- izlazi- napajanje i masa- strujni pikovi- preslušavanja

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

4/66

6/17/2011

4

4

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

5/66

6/17/2011

5

Napajanje neidealnim vezama:

Kolo za

a) Paralelno napajanje:

5

Rx

=3mΩ

Rx

=3mΩ

Rx

=3mΩ

I3

=100mAI1

=1µA I2

=1mA

napajanje

300µV 600µV 900µV

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

6/66

6/17/2011

6

• Otpornik na slici odgovara nenultojotpornosti žice, i u ovom slučaju odgovaradužini od 15cm dužine bakarne žice. Slika

-

6

nisu na potencijalu 0V. Struja modula 3(100 mA), na svom putu do izvoraprouzrokuje pad napona od 600 µV na

masi kola 2 i 300 µV na masi kola 1.Zanemarili smo efekte struja i .

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

7/66

6/17/2011

7

Napajanje neidealnim vezama:b) Radijalan ili zvezdast način raspodele eliminiše akumulativneefekte povratnih struja

7

1 2 3

9mΩ

Kolo za

napajanje

3nV 6µV 900µV6mΩ3mΩ

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

8/66

6/17/2011

8

Napajanje neidealnim vezama:

c) Kolo 3 je povezano sa bližim izvorom napajanja da bi se izbegla

otpornost duge žice

8

1 2 3

Kolo za

napajanje

1

Kolo za

napajanje

2

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

9/66

6/17/2011

9

Napajanje analogno-digitalnih kola:

9

Analognokolo 1

Analognokolo 2

Analogno -

digitalni

konvertor

Digitalno kolKolo zanapajanje

Analogna masa

Digitalna masa

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

10/66

6/17/2011

10

Napajanje analogno-digitalnih kola:

Napajanjeanalognih kola

Napajanjelogičkih kola

-15V+15V +5V

GND GND

10

Analognokolo Digitalno kolo

Digitalnisignal

Digitalnipovratnisignal

Analognipovratnisignal

Analognisignal

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

11/66

6/17/2011

11

Izvori radio-frekventnih smetnji1. Šum koji nastaje na ulazno-izlaznim (I/O)

pinovima integrisanih kola (IC) zato što oblast

na kojoj se nalaze linije koje povezujuintegrisana kola formiraju jednu veliku antenu(osnovne veze)

2. Sistem za na a an e ko e čine na onski

11

regulator, bypass kondenzator i linije zanapajanje. Sve ove “komponente” predstavljajuizvore i ponore radio-frekventne energije usistemu.

3. Kolo oscilatora koje predstavlja izvorperiodičnih impulsa. Na izlazu ovoga kola,osnovnoj frekvenciji pridodaju se i harmoniciviših frekvencija.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

12/66

6/17/2011

12

Smetnje:Dva glavna faktora koji utiču na RF-energiju

su amplituda i perioda prekidačkogsignala: frekvencija prekidanja, odnosimpuls pauza, trajanje prednje i zadnje

12

ivice, sadržaj šuma i naponski niv .Šum se generiše na različite načine:refleksijom linija na štampanom kolu,

preslušavanjem, uz pomoć

strujnih pikova,istovremenim prekidanjem, itd.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

13/66

13

Ponašanje digitalnih kola:

I

13

VVdd

Vdd

/2

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

14/66

14

Strujni pikovi:• Strujni pikovi i predstavljaju jedan od

najznačajnih uzroka EM interferencije(međ udejstvo). Podsetimo se da svaki put kadaizlaz menja stanje, odgovarajući strujni impulsteče duž linija napajanja. Pomenute veze vode

14

v ucentralnog izvora napajanja. Problem se(pojačava) pogoršava kada izlazi jednogintegrisanog kola menjaju stanje sa velikombrzinom ponavljanja, kao što je slučaj na

linijama koje povezuju procesor sa njegovomodgovarajućom memorijom.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

15/66

15

Šum na ulazno-izlaznim pinovimaintegrisanih kola• Najkritičniji pinovi su ulazno-izlazni pinovi

integrisanih kola jer povezivanjem tih pinovasa linijama za napajnje i sa linijama zasignale na štampanoj ploči formira se velikaantena.

15

• um koji nastaje usled rada timer-a unutarintegrisanog kola, usled jednovremenogprekidanja, usled preslušavanja unutar njegaili usled pojave raznih strujnih pikova,pojavljuje se kao šum na izlaznim i ulaznimpinovima kao i na pinovima za napajanje i zaumasivanje.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

16/66

16

Mere za minimizovanje šuma napinovima, (1):Pri projektovanju čipa i kućišta treba uraditi sledeća

poboljšanja da bi se dobilo IC koje ima minimalnišum na svojim pinovima:

• redukovati induktivnost kućišta - SOIC (Small-Outline Integrated Circuit) kola su bolja od kola saprobojnim rupama

• latka ivica izlazno si nala - koristiti kom onente

16

sa kontrolom izlazne ivice (OEC, Output EdgeControl™™™™)• minimizovati kapacitivnost opterećenja - smanjiti

struju opterećenja po komponenti• eliminisati šum prekidanja - koristiti kondenzatore za

premošćenje, poboljšana kućišta, izbećinedefinisane ulazne napone• minimizovati snagu izlaznih signala - npr. korisiti

AHC (Advanced High speed CMOS) umesto ACL(Advanced CMOS Low power)

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

17/66

17

U praksi može se preporučiti odvajanje

(decoupling) napona napajanja vezivanjemkeramičkog kondenzatora Cb = 100 nF , blizuintegrisanog kola.

Kod digitalnih sistema ova tehnika se pokazala

Mere za minimizovanje šuma napinovima, (2):

17

efektivnom i za obezbeđ

ivanje da sapromenama opterećenja, koje se moguočekivati, ne dođe do nedopustivih promenanapona napajanja.

Ovoć

e me đ

utim rezultovati u vrloograni č enom smanjenju elektromagnetneinterferencije .

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

18/66

18

Kolo sa parazitnim komponentama:

18

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

19/66

19

Parazitne komponente:Posebne parazitne vrednosti pakovanja:

• Induktansa izvoda pakovanja

19

...

• Kapacitivnost izvoda pakovanjaCp = 1,5 ... 3 pF

• Omska otpornost izvoda pakovanjaRp = 0,1 ohm

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

20/66

20


20

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

21/66

21

Parazitne podužne komponente:

Od priključaka napajanja Vcc i Gnd integrisanog

kola, napravljena je veza do blokingkondenzatora Cb.Vrednosti komponenata impendanse po jedinici

21

dužine su:• Induktansa po jedinici dužine L' = 5 nH/cm• Kapacitivnost po jedinici dužine C' = 0,8 pF/cm

• Otpornost po jedinici dužine R' = 0,01 ohm/cm

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

22/66

22


22

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

23/66

23

Ekvivalentno kolo Cb:

• Linija napajanja zatim doseže prvi bloking

kapacitet Cb, čije je ekvivalentno kolonapravljeno kao što sledi:

• Cb = 100 nF (tipična vrednost)

23

• Induktansa izvoda Lb = 2 nH (SMDpakovanje)

• Otporni gubici Rb = 0,2 ohm

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

24/66

24


24

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

25/66

25

Ekvivalentna šema dalje ...

Zatim, odvedena je duga linija (l = 5 cm) do sledećegbloking kapaciteta; ova linija i kondenzator mogu sepredstaviti istim ekvivalentnim kolom kao što je gore

25

.

• Induktansa Ln = 5 mH• Kapacitivnost Cn = 0,1 mF• Otpornost Rn = 50 ohm.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

26/66

26

Sve neidealnosti predstavljajuparazitne efekte koje treba razmotriti pri

26

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

27/66

27

Svaka struja koja teče u liniji generiše

struju iste veličine u odgovarajućojpovratnoj liniji. Ova linijska petlja formira

27

elektromagnetnu energiju čija je veličinaodređena amplitudom struje, frekvencijomponavljanja signala i geometrijskom

oblašću strujne petlje.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

28/66

28

Osnovne petlje:

28

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

29/66

29

Strujni putevi u elektronskomsistemu:

29

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

30/66

30

Petlja koju čine linije napajanja:• Linije napajanja, koje u primeru koji je ovde prikazanformiraju petlje A-C-D-B i A-E-F-B. Energija potrebnasistemu za rad predaje mu se preko ovih linija. S

obzirom da potrošnja kola nije konstantna, već zavisi odtrenutnog stanja, sve frekventne komponente koje segenerišu u pojedinačnim delovima sistema pojavljuju sena ovim linijama.

30

• Važan faktor u ovom smislu je "blocking" kondezatorCb. Zbog relativno visoke impendanse linija napajanja,obično reda 100 Ohm, brze promene struje ne mogu sepotisnuti na putu i ova funkcija se otuda mora ostvaritipomoću Cb.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

31/66

31

Signalne petlje:

• Dodatne petlje formiraju se signalnim i kontrolnimlinijama (L-M-F-D i N-Q-P-F). Oblast koju zatvaraju ove

31

n e o no e ma a a o se ne uz ma u u o z r n e o e

vode izvan sistema .• S druge strane ovim linijama se često prenose signali

visoke frekvencije - kao na primer izmeđumikroračunara i memorije - i pažnja mora biti posvećena

i ovim signalnim i kontrolnim linijama.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

32/66

32

Petlja kola oscilatora:

• Kolo oscilatora, zajedno sa njegovim spoljašnjimkom onentama ko e određu u frekvenci u formira

32

dodatnu petlju (G-H-J-K).• Obično se najviše učestanosti nalaze u ovoj tački.• Zbog ovog razloga, posebna pažnja mora se posvetiti i

projektovanju ovog kola (da bi se izbegli nepotrebni

naponi interferencije) i trasiranju veza (da bi seminimizirale efektivne oblasti antena).

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

33/66

33

• Stepen zračenja koje proizvodi jedan

elektronski sistem je proporcionalanefikasnosti njegove radijacione antene - ili

33

antene. Antene ili petlje formiraju se odlinija za napajanje, linija signala, odkomponenata, od postolja za komponente,

od konektora.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

34/66

34

• Svaka ivica signala poslata iz µP ka

drugom čipu predstavlja jedan strujniimpuls. Taj impuls ide do prijemne

34

pinu za masu. Zatim se impuls vraća,putem linije mase, nazad do pina mase naµP-u. Dakle impuls putuje kroz petlju i

vraća se do izvora signala.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

35/66

35

Petlje (1):• Bilo koji naponski šum kao i odgovarajuća

struja će putovati linijom najmanjeimpedanse da bi se vratio na mesto gde jebio generisan.

35

• e a mo e s gna n egova povra nalinija, petlja nastala premošćenjem izmeđulinije za napajanje i linije za masu zajedno saaktivnom komponentom unutar µµµµP, petlju

mogu da čine i oscilator, naponski regulatorili generator za napajanje i bypasskondenzatori.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

36/66

36

Petlje (2):• Ostale komplikovanije petlje su petlje koje se

zatvaraju kroz vazduh. Na primer, sam kristaloscilatora emituje elektromagnetno zračenje,i to može indukovati odgovarajući šum

36

unutar žice-linije koja se nalazi u blizini. Tadata žica-linija sadrži šum koji može indukovatinovi šum u petlji oscilatora. Ovo sada dovodido toga da se ovaj šum pridodaje šumu

samog kristala oscilatora.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

37/66

37

Antena koja emituje radio-frekventnišum:

37

F k I Ar

= ⋅ ⋅ ⋅1

sin ϑ

Fluks elektromagnetnog polja:

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

38/66

38

Uticaj veličine petlje:Petlje i dipoli predstavljaju antenu. Što je

veličina petlje veća, to je veća njenaefikasnost kao emitora zračenja.Efikasnost zračenja raste do 1/4 talasne dužine

38

.

Geometrijski, to znači da veća petlja jačezrači, a ovo važi sve dok obe stranice petljene dostignu 1/4 talasne dužine(za elektromagnetno zra č enje frekvencije1MHz, λ λλ λ /4=75m; za elektromagnetno zra č enjefrekvencije 300MHz, λ λλ λ /4=25cm )

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

39/66

39

Da bi se minimizovala emitovana iprijemna elektromagnetna smetnja,

39

veli č ina petlje treba da bude što manja.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

40/66

40

Skratiti veze:Većina metoda koje su efektivne po ceni itehnički efektivne sastoji se prosto od držanja

kritič

nih linija što je moguć

e krać

im, imajuć

i naumu sledeće prioritete:• Taktne (clock) linije • Adresne linije nižeg reda (niži deo adresnih

40

linija) izme đ u procesora i memorij

• Linije podataka izme đ u procesora i memorije Ovo znači da sva integrisana kola, između kojihje potrebno menjati informacije na visokimučestanostima, treba da se nađu što je moguće

bliže jedno drugom da bi se dužina linija učinilašto kraćom. Ovo naročito važi za linije koje iduizmeđu mikroprocesora i memorije sa kojom jepovezan.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

41/66

41

Napajanje i umasivanje, problem 1• Postavljanje linija za napajanje pri projektovanju

štampanog kola je veoma bitno da bi se dobiosistem koji je elektromagnetno kompatibilan, tj. da bise dobio sistem koji minimalno emitujeelektromagnetno zračenje i koji ima veoma malu

41

.

• Jedina promenljiva struja koja može da protiče krozlinije za napajnje štampanog kola je struja koja trebada protiče kroz bypass kondenzator.

• Visoko-frekventna struja koja se koristi unutar

pojedinih integrisanih kola treba da se dobija ne oduređaja za napajanje već od bypass kondenzatora.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

42/66

42

42

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

43/66

43

Uticaj impedanse linije mase:• Kako je zajednička linija masa najčešće linija kojom

se struje vraćaju ka izvorištu, osnovni zadatak bilo

koje linije koja prenosi radio-frekventnu energiju jeda obezbedi što je moguće manju impedansu linije ida ta linija ako je moguće ne generiše dodatni šum.Ovaj uslov će biti u najve ćoj mogu ćoj meri ispunjen

43

a o su pu an e za napa an e, o nosno za masu, o

je mogu će ve će površine .• Kod dvoslojnih štampanih kola odnos između dužine

i širine ne bi trebalo da pređe odnos 3:1.• Masa u obliku rešetke za digitalna kola može

obezbediti povratne puteve niske impedanse nadvoslojnoj štampanoj ploči i ne zahteva dodatnetroškove.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

44/66

44

Međusobni položaj linija mase i

napajanja:Linije za napajanje moraju biti smeštene

ta č

no iznad (ispod) ili do linija mase, gde god je to mogu ć e.

Linije za napajanje najčešće sadrže velikideo visoko-frekventno šuma u di italnim

44

sistemima. Zato smeštanjem linija zanapajanje tačno iznad ili ispod linija masedobijaju se linije sa minimalnomimpedansom kao i sa minimalnom oblašćukoju zahvata odgovarajuća petlja, a koja

emituje elektromagnetne smetnje.Smeštanje ovih dveju linija jedne do drugepredstavlja najbolju alternativu.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

45/66

45

Linija mase ispod integrisanog kola:

• Oblast linije mase koja se nalazi ispodintegrisanog kola upija RF šum koji emitujeto kolo. Ta oblast obezbeđuje maluinduktivnost utan e kao i malu veličinu

45

oblasti petlje koja emituje smetnje. Ta masa(koja treba da se nalazi ispod integrisanogkola) treba da bude povezana sa masomsamog integrisanog kola i sa masom bypass

kondenzatora.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

46/66

46

Uklanjanje šuma dodacima:• Kao dodatak, mogu se ugraditi i

odgovarajući filtri, kao što su feriti i razneinduktivnosti, koje veoma često moguznačajno redukovati šum u linijama za

46

napajanje.• ππππ filtar se može priključiti na Vcc pin.• Smeštanjem ferita veoma blizu pinova

integrisanih kola umanjuje se šum koji se

može pojaviti u linijama štampanih kola.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

47/66

47

Napajanje i umasivanje, problem 2:

47

Najbolja aproksimacija mase u obliku površine na dvoslojnoj štampi je masa u obliku rešetke.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

48/66

48

Uputstva:Da bi se postigla izvesna poboljšanja u smislu elektromagnetnekompatibilnosti, treba se pridržavati sledećih uputstava priprojektovanju i izvođenju linija mase:

• Posebnu pažnju treba obratiti na izradu rupa i useklina. One

prekidaju površinu mase i na taj način formiraju oblasti petljikoje predstavljaju potencijalne emitere šuma.• Izbegavati umetanje linija po sredini štampane ploče i u sredinu

površine mase (slučaj A na gornjoj slici). Ako su te linijeneophodne bolje ih je postavititi na ivici površine mase (slučaj

48

na sto s c .

• Pri pravljenju rupa za podnožja ili za konektore na površinimase, bolje je ostaviti izvestan prostor između svaka dva pina(slučaj D). Prekidanje ravni mase sa više manjih rupa (slučaj D)je mnogo bolji nego umetanje jednog velikog slota (slučaj C).

• Kada je potrebno razdvajanje dve površi mase, recimo digitalnemase i mase za napajanje, treba proveriti da li su signalne linije,

koje su vezane za integrisano kolo u potpunosti smešteneiznad digitalne mase. Ako su te linije locirane iznad mase zanapajanje, to može stvoriti izvesne probleme zato što ta masane minimizira petlje za emisiju zračenja digitalnih signala.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

49/66

49

Napajanje i umasivanje, problem 3:

Razvođenje napajanja:

49

Oblik zvezde Oblik višestruke Oblik rešetke Oblik ravni ta č ke

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

50/66

50

Primena raznih oblika veza:Oblik veze Oblik ravni

Oblikzvezde

Oblik

višestr.tačke Oblikrešetke Vdd GND

digitalne osrednje slabo osrednje dobro dobro

50

napajanje analogne dobro slabo...dobro

slabo osrednje dobro

Signalnelinije

digitalne dobro slabo / / /

analogne dobro slabo / / /

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

51/66

51

Veze analognih i dig. signala:• Na štampanim pločama gde dolazi do

mešanja analognih i digitalnih signala, oni(analogni i digitalni signali) međusobno

51

,

u jednoj tački niske impedanse koja jevezana za masu. Ovako projektovansistem će onemogućiti uticaj šuma koji

potiče od digitalnih signala na osetljiveanalogne linije.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

52/66

52

Masa digitalnog i analognog dela:

• Digitalne mase bi trebalo projektovati davisoko-frekventne signale vraćaju nazadkroz linije male impedanse,

52

• a analogne mase bi trebalo takoisprojektovati da nisko-frekventne ili

jednosmerne struje vraćaju do njihovihizvorišta preko linija male impedanse.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

53/66

53

Veza mase kod digitalnog dela:

• Za digitalne signale, mase u obliku ravni ilialternativno u obliku rešetke obezbeđuju povratnu

utan u niske im edanse za visoko-frekventni šum.

53

• Za razliku od šeme u obliku zvezde, masa u oblikurešetke (ravni) je najbolja kako u smislu redukcije RFšuma, tako i u smislu cene koštanja.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

54/66

54

Veza mase kod analognog dela:• Za analogna kola šema oblika zvezde je često bolja

jer se tako izbegava stvaranje petlji na ploči.

• Spajanje u jednu tačku u obliku zvezde (paralelnovezivanje) ili spajanje u više tačaka (redno vezivanje)obezbeđuje čistiju struju u povratnoj grani.

54

• eza o a zvez e e na o a er se ne s vara u

zatvorene petlje, ali je skuplja za realizaciju naštampanoj ploči.

• Veza oblika višestruke tačke je manjeg kvaliteta usmislu generisanja šuma od prethodne veze, ali jezato jednostavnija za realizaciju. Zbog toga se vezaoblika zvezde češće koristi za kola visoke snage kojasu veoma podložna šumu.

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

55/66

6/17/2011

R d k

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

56/66

56

Raspored komponenata naštampanoj ploči, (2)

• Brza integrisana kola moraju biti smeštena blizu kolaza napajanje, ali što dalje od sporih kola, a još daljeod analognih komponenata.

56

logika ne zagađuje ostale signale na pločielektromagnetnim šumom. U tom smislu, posebnotreba obratiti pažnju na oscilator koji treba da jesmešten što dalje od analognih kola, sporo

promenljivih signala i konektora .

6/17/2011

Raspored komponenata na

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

57/66

57

Raspored komponenata na

štampanoj ploči:

57

6/17/2011

U t t đi j

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

58/66

58

Uputstvo za raspoređivanje:Dakle pri projektovanju štampane ploče treba voditi

računa o sledećem:• Visoko-frekventna integrisana kola treba smestiti

pored kola za napajanje, što dalje od nisko-

frekventnih komponenti, a još dalje od analognihkomponenti;• Oscilatore treba smestiti daleko od analognih kola,

s oro- romenl ivih si nala i konektora

58

• Masu treba isprojektovati tako da bude u obliku

rešetke ili u obliku ravni, a da bude smeštena izmeđuintegrisanih kola, naponskog regulatora i Vdd ulaza,a kućište treba vezati za tu masu;

• Integrisana kola treba smestiti blizu naponskog

regulatora, a naponski regulator blizu mesta gde seVdd dovodi na štampanu ploču;• Tačke gde se vezuju kablovi na ploči ne treba

postavljati blizu oscilatora ili visoko-frekventnihkomponenata.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

59/66

59

Kablovi i konektori, (1):

• Projektovani sistem na štampanoj ploči vezuje se sanekim drugim kolom, ili procesorom, ili displejom, ili

tastaturom, ili nekim drugim sistemom.• Ako između tih različitih sistema ili više štampanihploča postoji samo jedna žica za masu, ta žica (kojae induktivno karaktera treba da vrati celoku nu RF

59

energiju koja se pojavila u tim drugim štampanim

kolima.• Ako postoji ikakva impedansa u toj zajedničkoj žici

(na primer u konektoru), deo RF energije se nećevratiti kroz tu zajedničku žicu, već putem zračenja.Dakle druga štampana kola će emitovatielektromagnetno zračenje koje će se pojaviti kaošum u prvom kolu, a može se pojaviti kao smetnja i udrugim okolnim sistemima.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

60/66

60

Kablovi i konektori, (2):• Dakle, treba obezbediti da provodni putevi (žice)

imaju što je moguće manju RF impedansu.

• Za male brzine prenosa podataka uobičajeno je dapostoji najmanje jedna žica mase na devet signalnih linija.

60

• Broj žica se kreće ka odnosu 1:5 za ve će brzin

podataka.• Ako je signalna linija duža od 30 cm, broj žica za

masu treba biti jednak 1/4 broja signalnih linija.

• Ipak, najbolje je da svaka signalna linija ima svojumasu .

6/17/2011

K bl i i k kt i (3)

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

61/66

61

Kablovi i konektori, (3):

Gde god je to mogu će, najbolje je koristiti č vrstmetalni spoj, u obliku mehani č ke veze, koji povezuje

61

,

štampanih plo č a, tako i kao veoma robustna RFmasa.

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

62/66

62

Zaštita sistema oklopljavanjem:Kada je provodnik 1 okružen provodnikom 2, potencijal prvogprovodnika ne može uticati na naelektrisanje bilo kog drugogprovodnika (kao što je provodnik 3), što dovodi do toga da je

medjusobna kapacitivnost izmedju provodnika 1 i provodnika 3jednaka nuli.

Drugim rečima, glavni

62

Provodnik 1Provodnik 2Provodnik 3

Q3

-Q1

Q1,V

1

sm sao za e e a se

odstrani medjusobnakapacitivnost koja semože pojaviti izmedjubilo koja dvaprovodnika.

6/17/2011

Dejstvo električnog oklopljavanja poboljšano

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

63/66

63


je njegovim spajanjem sa potencijalomnultog referentnog signala kola:

AIzvor

Oklop

63

a) Medjusobna kapacitivnost izmedju referentne žice ioklopa je uklonjena.

~

Referentna žicaNultireferentni

signal

6/17/2011


8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

64/66

64



A

Oklop

C1s

C2s

64

Nultireferentni

signal

~

C0s

b) Medjusobne kapacitivnosti koje nastaju kada je kolo okruženooklopom.

6/17/2011


8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

65/66

65

A

Oklop



65

~ C1s C2sIzvor

signala

c) Ekvivalentno kolo kolu pod a) .

6/17/2011

8/18/2019 09 (PES) PCB i EMC

66/66

66

66

09 (PES) PCB i EMC

Documents

Transcript of 09 (PES) PCB i EMC