תאימות אלקטרומגנטית (EMC) היא דרישה בלתי ניתנת להשגה עבור כל מכשיר אלקטרוני שהובא לשוק.מבטיח כי מוצר אינו פולט התערבות אלקטרומגנטית מוגזמת (EMI) ונשאר חסין להפרעות חיצוניות הוא קריטי עבור פעולה אמינה אישור רגולטורי.בין נהלי עיצוב רבים, ציות עומד כאחד הטכניקות הבסיסיות והיעילה ביותר לניהול EMI תקין מספק נתיבים נמוכים לקביעת יעילות, גם להשפעות יעילות של הגנה עצמית, ללא יעילות גבוהה.

מדוע התעלות היא קריטית עבור EMC

התעלות משרתת פונקציות מרובות במערכת אלקטרונית.זה יוצר מתח התייחסות משותף עבור מעגלים, מספק נתיב בטוח עבור זרמי אשמה, ו - בעיקר עבור EMC - מתפתל גבוה ממרכיבים רגישים וקשרים. כאשר זרמים לזרום דרך נתיבים הפיכה לא מקודמים, הם יכולים ליצור שדות אלקטרומגנטיים כי זוג לתוך כבלים הסמוכים, עקבות מעגלים, או מברשות, גורם קרינה כראוי על ידי מערכת מוקרן.

מנקודת מבט של חסינות, ריצוף מסייע גם להגן מפני הפרעות שבוצעו ורדיפות.לדוגמה, מתחם מעודן היטב יכול לפעול כמו כלוב פאראדיי, מגן על אלקטרוניקה פנימית מתחומים חיצוניים. יתר על כן, ריצוף מבטיח כי transient overvoltages (כגון אלה משחרור אלקטרוסטטי או ברק) מושיטים בבטחה, מניעת נזק לצומת מוליכים למחצה.

עקרונות יסוד של ייצוב עבור EMC

חוסר עכבות נמוך לאורך טווח תדירות

יעילותה של מערכת קרקע נקבעת על ידי חוסר העכבות שלה - לא רק ההתנגדות DC שלה. בתדרים גבוהים, התגובה המעמיקה של אפילו חוט קצר יכול להיות משמעותי.לדוגמה, חוט קרקע 10 ס"מ עם אינדוקציה של 100 nH יש אימפולס של כ 63 ⁇ ב 100 הרץ, מעכבי לחץ כאלה יכולים ליצור טיפות מתח משמעותיים בין נקודות נחות קרקעיות כביכול, המוביל למולטיבות רחבות (כאלה) על מנת למנועי לחץ דם קצרים, כמו גם על פני שטח, כמו גם על פני שטח נמוך, 000 מקבילות, כמו מקבילות, 000 מקבילות, 000 מקבילות, 000 , 000 מקבילות, על פני שטח, 000 ⁇ מקיפים, 000 , 000 מקבילות, 000 ⁇ ⁇ , 000 , 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ב 100 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ב 100 ⁇ ⁇ ⁇ ב 100 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

נקודת-אחד מול Multipoint Grounding

הבחירה בין נקודת בודד לבין ריבוי נקודות קרקע תלויה בתדירות התפעולית.עבור מעגלים בתדר נמוך (בדרך כלל מתחת 1 MHz), קרקע חד-פעמי (בסיס כוכבים) המועדפת מפני שהיא מונעת לולאות קרקעיות - בלולאות סגורות שבהן חלקים מגנטיים הפיכה גורמים זרמים.בבסיס כוכבים, כל נתיבי החזרה מתלכדים בצומת יחיד, לעתים קרובות חיבורי צ'אסה גבוה יותר, כאשר נקודה מגנטית נמוכה היא בעלת טווח גבוה יותר, כאשר היא בעלת טווח גבוה יותר, כאשר היא בעלת טווח גבוה יותר, כאשר היא בעלת טווח גבוה יותר, כאשר היא נמוכה של חיבורים.

שטף קרקע וכיצד להימנע מהם

לולאות קרקעיות מתרחשות כאשר יש יותר מדרך אחת לזרם הקרקע בין שתי נקודות.אזור הלולאה המתקבל יכול לפעול כאנטנה, הן קורנות והן מקבלות אנרגיה אלקטרומגנטית.

  • (ב) ,0) ,Use a oneקרקע Reference PointFLT:1 (קרקע כוכבים) עבור צינורות אנלוגיים ותחנות כוח נמוכות.
  • (ב) ,0) שוברים את הלולאהFLT:1 על ידי סלקציה (למשל, באמצעות אופטוקוקפלרס, נחנק משותף, או ממירי בידוד) בממשקי אותות.
  • (ב) עיין ב[[1924]] ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]

במערכות עם הרבה מתחמים או חיישנים מרוחקים, תשומת לב זהירה למגן כבל וקרקע בקצה אחד בלבד יכול למנוע לולאות קרקע מפיצוץ רעש לתוך שרשרת האותות.

מערכות ייצוב

כדור הארץ

אדמה מתייחס לחיבור פיזי ישיר לכדור הארץ באמצעות מוטה מעומק, צינורות מים או בניית פלדה.המטרה העיקרית שלה היא בטיחות: מתן נתיב תגובה נמוכה עבור זרמי מעגל או ממזגים.עבור EMC, חיבור כדור הארץ יכול גם לעזור לייצב את מערכת הביטחון נגד גלימות ברקים וזמני כוח.

תגית: Ground

קרקעי אותות הוא ההתייחסות המשותפת לכל הרכיבים בתוך מכשיר.זה עשוי להיות עקבות על PCB, בר אוטובוס נחושת, או מטוס ייעודי.קרקע האות יש לשמור נקי ככל האפשר - להפוך זרמים דיגיטליים, אנלוגי, ו מעגלי כוח צריך להיות מפוסח ולהצטרף רק בנקודה אחת כדי למנוע זרמים דיגיטליים רועשים מפני התייחסות אנלוגית רגישה.

צ'לסי Ground

קרקע צ'אסזה מחברת את המתחם המתכתי ואת החלקים המוליכים החשוף אל האדמה (או ההתייחסות משותפת) היא משרתת שתי מטרות: מניעת הלם חשמלי וצמצום EMI. על ידי חיבור ה-Assassis to Earth, כל מסך מגן פנימי או כבל ניתן לפטור נקודה דלת-סרפסה.ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-האסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאסאס

מערכות קרקעיות

בכמה יישומים רפואיים או קריטיים לבטיחות, מעגלים הם צפים בכוונה (ללא קשר ישיר לכדור הארץ) כדי לחסל לולאות קרקע ולהגן על מטופלים מפני זרמי דליפות.עם זאת, מערכות צף רגישים יותר לשחרור אלקטרוסטטי והתערבות משותפת-מויד.אם עיצוב צף משמש, אמצעים נוספים כגון בידוד כפול, מחלימים, ומרכיב קפדני נדרשים לעמוד בתקני בטיחות ובטיחות.

Best Practices for Effective Grounding in EMC Design

  • (FLT:0) השתמש במטוס קרקע מוצק 1FLT:1hil על רב-שכבות PCB בכל מקום אפשרי.מטוס מתמשך מספק את ההשכלה הנמוכה ביותר האפשרית ומבטיח כי כל אות החזרת זרמים נשאר ישירות מתחת לסף שלהם, מצמצם את אזורי לולאה.
  • [ה]כל כוחות השבירה מחזירים זרמים לפענוח סביב הפער, ויוצרים לולאות גדולות והשכלה מוגברת.אם פיצול הוא בלתי נמנע (למשל, לבידוד), לגשר על זה עם קפיצה קמצית או fer bead.
  • (FLT:0) שפע של כוכבים המתבססים על עיצובים של חתמים מעורבים FLT:1 [כביש אנלוגי ודיגיטלי עקבות בנפרד לנקודה משותפת (לעתים קרובות ליד קלט אספקת החשמל או ADC) על לוח רב-שכבות, ניתן לחלק את המטוס הקרקע לחלקים אנלוגיים ודיגיטליים, מחוברים רק תחת הממיר.
  • (FLT:0) שמור על חוטי קרקע קצרים ורחבים ככל האפשר של ההרחבה:1 (עבור מגינים בכבלים, השתמש ב- 360 מעלות חיבור (למשל, ממחברי מתכת) ולא סיום זנב חזיר.
  • (ב) [ה] ל[ה]], [ה], [ה], [ה], [ה],] כדי להימנע מיצירת לולאות קרקעיות בין ה-Assasss לבין נתיבים אחרים.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) ראוותים ישירות את הזרם של ה- 1FLT:1, תחת עקבות האות שלהם (מיקרוסטריפ או תצורה פסליין) עבור קווים דיגיטליים מהירים במהירות גבוהה, להבטיח שלכל שכבת אות יש מטוס קרקע סמוך.
  • (FLT:0) טוהר השלמות של תפוצה 1 (FLT:1) עם אוממטר נמוך או מנתח קרקע, במיוחד עבור אבטיפוס יחידות ייצור.

סטנדרטים רגולטוריים ותפקידם של התעלות

תאימות EMC נשלטת על ידי סטנדרטים בינלאומיים ואזוריים.הידועים ביותר כוללים:

  • (FLT:0)IEC 61000-4-XFIRLT:1 בסדרה (בדיקות חסינות: ESD, transients מהירים, עלייה וכו ') - ריצוף נכון חיוני לעבור את הבדיקות הללו, כמו גם מערכת מחוסנת היטב היא פחות רגישה.
  • (FLT:0)FCC Part 15uaFLT:1 (ארה"ב, קורנת ובוצעת פליטות) - מוצרים רבים נכשלים בבדיקות FCC בגלל זרמי זעזוע נפוצים על כבלים, הקשורים ישירות ללולאות קרקעיות וקרקעות עניים.
  • (ה-FLT:0CISPR 11/ EN 55011FIRLT:1) (חומרי, מדעי, רפואי) ו-FLT:2CISPR 22 / EN 5502203FLT 3: (ציוד טכנולוגיית מידע) - אלה מגבלות שנקבעו על פליטות שבוצעו ורדיו; שיטות ריצוף משפיעות על שניהם.
  • (ה-0)IEC 61000-4-5FirLT:1) (חסינות מגן) - היכולת לעמוד בגל ברק תלויה במידה רבה בדרך המקרקעת המציעה אימפולס נמוך לטראנסים באנרגיה גבוהה.

לדוגמה, ב FCC Part 15 תאימות, מדידה של פליטות שבוצעו בנמל הראשי של AC לעתים קרובות מגלה רמות גבוהות כאשר הקרקע הפנימית של המוצר רועשת.הוספת מטוס קרקע גדול דונם וסינון הקשר הקרקע יכול להפחית את הרמות האלה על ידי 10-20 dB. בדומה, במהלך מבחן IEC 61000-4-2 ESD (שחרור אקסטטי), מתחם מעומק עלול לאפשר פריקה גרועה לזרימה לזרימה לזרימה דיגיטלית, או לקווי חשמל רגישים (אוקס) בין חיבורים חשמליים).

מעצבים צריכים להתייעץ עם תקן ספציפי החל על הקטגוריה המוצר שלהם וליישם הנחיות מעומקות מוקדם במחזור הפיתוח. תיקון רטרואקטיביות בעיות קרקעיות לאחר פריסה או עיצוב המתחם הוא יקר ולעתים קרובות דורש עיצוב מחדש PCBs או הוספת ferriteים גדולים.

טעויות נפוצות וכיצד להימנע מהן

  • (FLT:0) חיבורים על כבלים מוגנים של ההרחבה:1; במקום למיין את המגן עם חוט ארוך "pigtail" לשורה על הקרקע, השתמש במחברת המספקת מגע 360 מעלות. Pigtails יש אינדוקציה גבוהה וחיסול יעילות בתדרים מעל כמה מגהץ.
  • (ב) ⁇ :0) שרידים על גבי PCBsFLT:1: כל מילימטר של עקבות קרקע מוסיף אינדוקציה. השתמש במטוסי קרקע רצופים ונתיבי החזרה קריטיים על שכבות סמוכים.
  • (ב) [13] החזרה נתיבים בין מקורות רעש לבין מעגליות רגישים: לדוגמה, החזרה הנוכחית מאספקת כוח מעבר לא צריכה לחלוק אף פעם עקבות עם החזרה ממין אנלוגי.
  • (ב) ⁇ :0) ,החום מתפתל 1: כיור חום גדול המחובר למוליכים למחצה במהירות גבוהה יכול לקרין רעש אם לא מחובר לקרקע.תמיד לחבר את הכיור החום אל המטוס הקרקע עם רצועה דלת חינוך (או להשתמש במילון תרמי מעוקל).
  • (FLT:0)Improper אגורה בין חלקי מתכת ל- 1 בינואר: צבע, דחייה או קורוזיה יכולים ליצור מפרקים מרוששים גבוהים. השתמש במשט כוכבים, כלי גז מוליכים, או בשפע כדי להבטיח אג"ח נמוך של סירוב על פני המתחם.
  • (FLT:0) ,Ignoing קרקע קופץ ב-ICsssph הדיגיטליים 1:1: ציפויים Decoupling חייב להיות ממוקם קרוב מאוד לכל סיכה כוח, עם חיבור קצר ו ישיר לקרקע.

טכניקות מתקדמות לטיפוח גבוה ועיצובים מעורבים

ככל שתדירות התפעולית עולה בטווח הג'יגהארץ, גישות קרקעיות מסורתיות חייבות להתאים.עבור מעגלי RF, מיקרוסטריפ וקווי גל קווי המתאר של קוהרנד תלויים במטוס קרקע מתמשך על השכבה מיד מתחת לסף האות.Vs תפרים את המטוס הקרקע למשטח העליון של כריות הקרקע (שני הצדדים של עקבות) משמשים כדי לדכא מצבי גל מקבילים.

עבור לוחות חתומה מעורבים (analog + דיגיטלי + RF), הגישה המשותפת היא לחלק את הלוח לחלקים אנלוגיים ודיגיטליים נפרדים, כל אחד עם אזור הקרקע שלו, ולחבר אותם בנקודה אחת (עדיף מתחת לממיר) כמה מעצבים טוענים כי מטוס יחיד, בלתי-מעורר, הוא הטוב ביותר כי הוא מספק את החדירה הנמוכה ביותר עבור כל זרמי החזרה, אבל זה דורש מיקום זה זהיר של למנוע פגיעה דיגיטלית כדי למנוע ממתכת נמוכה כמו גם כן, כמו גם ממתכת (ב) הוא נוטה גבוה, כמו גם על ידי גשר מדרגה גבוהה).

בעיצובים דיגיטליים מהירים (למשל, עם זיכרון DDR, USB 3.0 או Gigabit Ethernet), מטוסים קרקעיים לעתים קרובות יחד עם מטוסי כוח כדי ליצור רשת הפצה של כוח העצמה נמוכה (PDN) המטוס הקרקע משמש כנקודת ההתייחסות לכל האותות, ושמירה על נתיב החזרה מוצק עבור כל אות הוא חיוני לשלוט בפליטות ובדבעוטות צלב.

מסקנה

התעלות אינה מחשבה על עיצוב EMC; היא מרכיב יסוד המשפיע על כל היבט של ביצועים אלקטרומגנטיים.מצמצום פליטות קורנות לשיפור חסינות מפני גאדג'טים ו- ESD, אסטרטגיה מבוססת היטב מבטיחה כי מוצר עובר בדיקה רגולטורית על הניסיון הראשון, שמירה על זמן ופיתוח עלויות. מעצבי חייב להבין את העסקאות בין חד-פקודש יחיד ורב-משמעי, למנוע רצפה יעילה כמו גם קידודים, תוך שמירה על פני שטח יציבים והשגת התקנים מאובטחים ותפקודים.

לקריאה נוספת על סמך ייצוב ו-EMC, עיין ב-FLT:0FCC של חטיבת תאימות אלקטרומגנטית של ה- Electroמגנטית של ה-Valology (FLT:2IEC EMC סטנדרטי Page EvolutionFLT 3:0FLT 3:0) והערות יישומים מחברות מובילות כמו FLT:4Texas Instruments "מדריך לתכנון מערכת":5 ו-FLT 7ALT לטכניקות ⁇