Apakah Klasifikasi Pembumian Reka Bentuk PCB Berkelajuan Tinggi?
May 20, 2020
Dengan perkembangan teknologi elektronik, fungsi produk produk elektronik menjadi semakin kuat. Reka bentuk PCB memainkan peranan penting dalam reka bentuk produk elektronik, kerana reka bentuk PCB yang baik atau buruk secara langsung akan mempengaruhi realisasi fungsi produk.
Dalam reka bentuk produk elektronik, tidak sukar untuk merancang litar PCB untuk mencapai fungsinya. Kesukarannya adalah bahawa ia tidak dipengaruhi oleh pelbagai kesan, seperti perubahan suhu dan kelembapan, perubahan tekanan udara, kejutan mekanikal, kakisan, dan lain-lain. Untuk mencapai kerja berterusan dan normal, kami akan menggunakan pelbagai kaedah reka bentuk atau proses pembuatan langkah-langkah untuk menghilangkan atau mengurangkan kesan ini. Semua orang tahu bahawa reka bentuk pembumian adalah asas reka bentuk sistem. Pembumian yang baik adalah prasyarat untuk operasi sistem yang selamat dan stabil. Jadi hari ini kita akan membincangkan pengetahuan yang relevan mengenai kaedah pembumian dalam reka bentuk PCB berkelajuan tinggi.
Reka bentuk pembumian PCB:
Pembumian luas merangkumi dua makna, iaitu tanah padat dan tanah maya. Tanah padat merujuk kepada hubungan dengan bumi; sambungan tanah maya merujuk kepada hubungan dengan titik rujukan yang berpotensi, apabila titik rujukan ini bertebat elektrik dari tanah, ia disebut sambungan terapung. Terdapat dua tujuan pembumian: satu adalah memastikan operasi sistem kawalan yang stabil dan boleh dipercayai dan mencegah gangguan yang disebabkan oleh gelung tanah, yang sering disebut sebagai tanah kerja; yang lain adalah untuk mengelakkan risiko kejutan elektrik kepada pengendali kerana kerosakan penebat atau kejatuhan peralatan dan untuk memastikan keselamatan peralatan. Ini dipanggil pembumian pelindung.
Prinsip pemilihan tanah:
Untuk peranti atau sistem tertentu, pada panjang gelombang λ yang sepadan dengan frekuensi minat tertinggi, apabila panjang saluran penghantaran L> λ, ia dianggap sebagai litar frekuensi tinggi, jika tidak, ia dianggap sebagai litar frekuensi rendah.
(1) Litar frekuensi rendah (≤ 1 MHZ), pembumian satu titik disyorkan;
(2) Litar frekuensi tinggi (≥ 10 MHZ), pembumian berbilang titik disyorkan;
(3) Litar campuran frekuensi tinggi dan rendah, pembumian bercampur, julat frekuensi kerja yang berlaku umumnya 500 kHz - 3 0MHz;
Kaedah pembumian PCB:
1. Pembumian satu titik: Kabel tanah semua litar disambungkan ke titik yang sama pada landasan tanah, dan dibahagikan kepada pembumian satu titik bersiri dan pembumian satu titik selari.
Pembumian satu titik sesuai untuk litar dengan frekuensi yang lebih rendah (di bawah 1 MHZ). Sekiranya frekuensi operasi sistem sangat tinggi sehingga panjang gelombang operasi sebanding dengan panjang plumbum ground sistem, ada masalah dengan kaedah pembumian satu titik. Apabila panjang wayar tanah mendekati 25 peratus panjang gelombang, ia seperti saluran penghantaran dengan terminal litar pintas. Arus dan voltan wayar tanah diedarkan sebagai gelombang tegak. Kawat tanah menjadi antena yang memancar dan tidak dapat memainkan peranan&"ground GG";
Untuk mengurangkan impedansi tanah dan menghindari radiasi, panjang wayar tanah harus kurang dari 5 peratus panjang gelombang. Dalam pemprosesan litar kuasa, satu titik pembumian secara umum dapat dipertimbangkan. Untuk PCB yang digunakan dalam sebilangan besar litar digital, biasanya tidak digalakkan menggunakan kaedah pembumian satu titik kerana harmonik pesanan tinggi yang kaya.
2. Pembumian pelbagai titik: Kabel tanah semua litar dibumikan berdekatan. Kawat tanah sangat pendek dan sesuai untuk pembumian frekuensi tinggi.
Pembumian berbilang titik bermaksud bahawa setiap titik pembumian dalam peralatan disambungkan secara langsung ke bidang pembumian yang paling dekat dengannya, sehingga panjang plumbum tanah adalah yang terpendek.
Struktur litar pembumian berbilang titik sederhana, dan fenomena gelombang berdiri frekuensi tinggi yang mungkin muncul di garis pembumian dikurangkan dengan ketara. Ia sesuai untuk majlis dengan frekuensi kerja tinggi (≥ 10 MHZ). Walau bagaimanapun, pembumian pelbagai titik boleh menyebabkan banyak gelung tanah di dalam peranti, sehingga mengurangkan daya tahan peranti&# 39 terhadap luaran medan elektromagnetik. Sekiranya pembumian berbilang titik, kita perlu memperhatikan masalah gelung yang tidak disengajakan, terutamanya gangguan elektromagnetik yang disebabkan oleh gelung tanah ketika rangkaian antara modul dan peranti yang berlainan:
Kawat tanah yang ideal mestilah entiti fizikal dengan potensi sifar dan impedans sifar. Walau bagaimanapun, wayar arde sebenarnya mempunyai komponen rintangan dan komponen reaktansi. Apabila arus mengalir melalui wayar tanah, penurunan voltan dihasilkan. Kawat tanah akan membentuk gelung dengan sambungan lain (isyarat, talian kuasa, dll.). Apabila medan elektromagnetik yang berubah-ubah waktu digabungkan ke gelung ini, daya elektromotif yang diinduksi akan dihasilkan dalam gelung tanah dan digabungkan dengan beban oleh gelung tanah, yang menimbulkan potensi ancaman EMI.
3. Pembumian bercampur: campurkan pembumian satu titik dan pembumian berbilang titik.
Secara amnya, semua modul akan menggunakan dua kaedah pembumian secara komprehensif, dan menggunakan kaedah pembumian campuran untuk menyelesaikan hubungan antara ground ground dan ground ground.
Sekiranya anda tidak memilih untuk menggunakan keseluruhan satah sebagai landasan bersama, seperti ketika modul itu sendiri mempunyai dua landasan, anda perlu membahagikan satah tanah, yang sering berinteraksi dengan satah kuasa. Perhatikan prinsip berikut:
(1) Sejajarkan pesawat untuk mengelakkan pertindihan antara satah kuasa yang tidak relevan dan bidang tanah, jika tidak, semua pesawat tanah akan gagal dan saling mengganggu;
(2) Sekiranya frekuensi tinggi, gandingan antara lapisan melalui kapasitansi parasit papan litar akan berlaku;
(3) Garis isyarat antara pesawat darat (seperti pesawat tanah digital dan pesawat tanah analog) disambungkan oleh jambatan tanah, dan jalan kembali terdekat dikonfigurasikan melalui lubang melalui yang terdekat.
(4) Elakkan menjalankan jejak frekuensi tinggi seperti garis jam di dekat satah tanah terpencil, menyebabkan radiasi yang tidak perlu.
(5) Kawasan gelung yang dibentuk oleh garis isyarat dan gelungnya sekecil mungkin, juga dikenal sebagai peraturan minimum gelung; semakin kecil kawasan gelung, semakin kurang sinaran luaran dan semakin kecil gangguan yang diterima dari dunia luar. Semasa membelah satah tanah dan isyarat penghalaan, pertimbangkan pengedaran satah tanah dan jejak isyarat penting untuk mengelakkan masalah yang disebabkan oleh slot permukaan tanah.
4. Tanah terapung:
Tanah terapung merujuk kepada kaedah pembumian di mana sistem pembumian peralatan dilindungi elektrik dari tanah.
Oleh kerana beberapa kelemahan tanah terapung, ia tidak sesuai untuk sistem besar umum, dan kaedah pembumiannya jarang digunakan.