PCB Devre Kartı Tasarımında Parazit Önlemleri

PCB devre kartı tasarımında parazit önlemleri arıyorsanız, doğru yere geldiniz. Bu önlemler arasında ekranlama, topraklama, iletim hatları ve düşük geçişli filtreler bulunur. Bu önlemler EMI ve gürültüyü önlemeye yardımcı olabilir ve elektronik ürünlerinizin performansını artırabilir.

Ekranlama

Ekranlama, PCB devre kartı tasarım sürecinin önemli bir parçasıdır. EMI veya elektromanyetik parazitin devre kartına müdahale etmesini önler. EMI, genellikle devre kartının kendisinden daha yüksek frekansta olan elektrik sinyallerinden kaynaklanır. Devre kartı üzerindeki metal kalkanlar veya kutular bu tür parazitlerin engellenmesine yardımcı olur. Ekranlama, kartın analog devre veya dijital için tasarlanıp tasarlanmadığına bakılmaksızın PCB tasarımının önemli bir yönüdür.

Tipik olarak, koruyucu malzeme birkaç bakır katmandan oluşur. Bu bakır katmanlar birbirlerine dikişli yollarla bağlanır ve koruyucu katman bunların arasına sıkıştırılır. Düz bir bakır katman daha yüksek ekranlama sağlarken, çapraz çizgili bakır katmanlar esneklikten ödün vermeden ekranlama sağlar.

Koruyucu malzemeler genellikle bakır veya kalaydan yapılır. Bu metaller, devreleri kartın geri kalanından izole ettikleri için koruyucu devreler için kullanışlıdır. Ekranlama aynı zamanda esnek bir devrenin kalınlığını da değiştirebilir. Sonuç olarak, bükülme kapasitesini düşürebilir. Koruyucu malzemeler dikkatle seçilmelidir, çünkü bir devre kartının ne kadar esnek olabileceğinin belirli sınırları vardır.

Topraklama

PCB devre kartı tasarımında topraklama, sinyal bütünlüğünü korumak ve EMI'yi en aza indirmek için önemlidir. Bir referans topraklama düzlemi, sinyaller için temiz bir dönüş yolu sağlar ve yüksek hızlı devreleri EMI'den korur. Doğru PCB topraklaması güç devrelerine de yardımcı olabilir. Bununla birlikte, başlamadan önce PCB devre tasarımında dikkate alınması gereken birkaç faktör vardır.

İlk olarak, analog toprak noktalarını güç düzleminden izole edin. Bu, güç düzlemindeki voltaj yükselmelerini önleyebilir. Ayrıca, dekuplaj kondansatörlerini pano boyunca dağıtın. Dijital bileşenler için, güç düzlemi ile aynı değerde bir dekuplaj kondansatörü kullanmalısınız. İkinci olarak, toprak düzlemini birden fazla katmana dağıtmaktan kaçının, bu da döngü alanını artıracaktır.

Toprak düzlemleri elektronik bileşenlere çok yakın olmamalıdır. Elektromanyetik indüksiyon (EMI), iki iz birbirine çok yakın yerleştirilirse sinyallerin bağlanmasına neden olur. Bu olgu çapraz konuşma olarak bilinir. Toprak düzlemleri, çapraz karışmayı en aza indirmek ve EMI'yi azaltmak için tasarlanmıştır.

İletim hatları

İletim hatları PCB devre kartı tasarımı için önemlidir çünkü kartın işlevselliğini etkileyebilirler. Bir iletim hattının özellikleri karakteristik empedans ve yayılma gecikmesini içerir. Bu parametreler kontrol edilmediğinde, sinyal yansımalarına ve elektromanyetik gürültüye neden olabilirler. Bu durum sinyal kalitesini düşürür ve devre kartının bütünlüğünü tehlikeye atabilir.

İletim hatları, şerit çizgiler ve eş düzlemli dalga kılavuzları dahil olmak üzere farklı şekillerde olabilir. Her iletim hattı türü, iletken şeridin genişliği ve kalınlığı ile belirlenen karakteristik bir empedansa sahiptir. Diğer iletim hattı türlerinden farklı olarak, şerit hatları tek bir toprak düzlemi gerektirmez, çünkü iletken şeritleri iki farklı katman arasına gömülebilir.

Bir başka iletim hattı türü de, tipik olarak bir PCB devre kartının en dış katmanında kullanılan mikro şeritlerdir. Bu tür izler, frekansa göre değişen yüksek karakteristik empedans sunar. Empedanstaki bu fark, ters yönde hareket eden sinyalin yansımasına yol açar. Bu etkiyi önlemek için empedansın kaynağın çıkış empedansına eşit olması gerekir.

Düşük geçişli filtreler

Alçak geçiren filtreler, radyo dalgaları gibi sinyalleri düşük frekanslarda filtrelemek için kullanılır. Bir PCB devre kartı tasarımında kapasitörlerin düşük geçişli filtreler olarak kullanılması bir devrenin performansını artırabilir. Ancak Rogers 4003 baskılı devre kartı malzemesini kullanmak her zaman mümkün değildir ve piyasada her zaman bulunmaz.

Ferritler genellikle düşük geçişli filtreler olarak kullanılır, ancak bu malzeme DC akıma maruz kaldığında doygunluğa duyarlıdır. Bu nedenle, devre empedansı ferritin empedansından daha yüksekse, onu düşük geçişli bir eleman olarak kullanmak her zaman mümkün değildir.