Strategi Komprehensif untuk Grounding dan Mitigasi EMI pada PCB

Kini, berbagai produk elektronik telah meresap ke semua sudut kehidupan orang, yang menyebabkan perkembangan cepat PCB yang merupakan inti perangkat elektronik. Apakah perangkat elektronik mampu bekerja secara normal, aman dan stabil tergantung pada desain PCB secara besar-besaran. Dalam proses desain PCB, tautan paling penting adalah desain grounding dan anti-interferensi untuk produk elektronik. Hingga saat ini, desainer untuk PCB tertentu memiliki pendapat mereka sendiri terhadap grounding dan anti-interferensi dan kedua metode dan teknologi mengenai grounding dan anti-interferensi terus berkembang dari waktu ke waktu, yang akan memberikan jaminan signifikan untuk operasi keamanan yang terus-menerus stabil pada perangkat elektronik. Artikel ini membahas strategi anti interferensi dan grounding untuk PCB.

Grounding Sinyal Digital dan Sinyal Analog

Dalam proses desain PCB, kami gagal untuk membedakan dengan ketat area sinyal digital atau area sinyal analog. Contoh lain, dalam sirkuit, sebagai bagian publik, sulit untuk menentukan bagian daya yang mana. Metode anti interferensi umum adalah membedakan sirkuit digital dari sirkuit analog dan mereka harus digambar di area yang berbeda. Namun bagaimana merancang bagian yang tidak dapat dibedakan dengan ketat, seperti bagian daya yang disebutkan di atas? Esensialitas membedakan sinyal analog dari sinyal digital terletak pada properti chip yang berkaitan, yaitu, apakah chip adalah analog atau digital. Bagian daya menyuplai daya ke sirkuit analog ketika bagian tersebut termasuk bagian analog sementara bagian tersebut termasuk bagian digital saat menyuplai daya ke chip digital. Namun, ketika kedua bagian menggunakan daya yang sama secara bersamaan, metode jembatan akan diterapkan untuk menghantarkan daya dari bagian lain. Sistem anti interferensi yang disebutkan di atas adalah metode yang cukup umum saat ini. Dalam kenyataan, metode ini hanya bekerja dalam beberapa sistem atau PCB kecil. Meskipun demikian, dalam sistem sirkuit besar, banyak masalah potensial biasanya disebabkan dengan aplikasi metode ini, terutama dalam sistem kompleks di mana masalah-masalah ini sangat menonjol sehingga masalah EMI yang mengarah pada bypass distribusi spasi routing. Misalnya, ketika konverter A/D konvensional diterapkan, pabrik pembuatan PCB akan menyarankan agar AGND dan DGND pada konverter A/D dihubungkan ke ground dengan impedansi rendah melalui kabel tercepat. Oleh karena itu, dengan metode yang disebutkan di atas diterapkan, kedua ground dihubungkan melalui jembatan koneksi yang memiliki lebar yang setara dengan IC di bawah konverter A/D.

Namun, untuk sistem dengan banyak konverter A/D, jika masing-masing diproses sesuai dengan metode yang disebutkan di atas, koneksi multi-titik akan dihasilkan. Ini tidak akan memiliki arti untuk isolasi antara ground digital dan ground analog. Untuk mengatasi masalah ini, ground bumi harus diterapkan dengan ground bumi dibagi menjadi ground digital dan ground analog, yang baik mampu memenuhi persyaratan produsen dan mengurangi masalah EMI sebanyak mungkin.

Analisis Anti Interferensi Sinyal Frekuensi Tinggi

Dalam proses desain PCB dengan sinyal frekuensi tinggi, logam atau kabel mana pun dapat dianggap sebagai komponen yang terdiri dari resistor, induktor dan kapasitor. Kabel cetak dengan panjang 25mm pada PCB mampu menghasilkan induktansi 15nH hingga 20Nh. Oleh karena itu, strategi grounding multi-titik harus diterapkan untuk membuat setiap sistem sirkuit dievaluasi ke garis ground terdekat dengan impedansi terendah. Selain itu, impedansi ground dan induktansi antara garis ground harus dikurangi sekecil mungkin dan coupling salinan antara sirkuit yang disebabkan oleh kapasitansi terdistribusi harus dikurangi juga. Metode paling sederhana untuk grounding multi-titik terletak pada pelapisan tembaga lengkap. Titik ground komponen terhubung ke pelapisan tembaga dan bidang ground yang mencakup sebagian besar PCB menyediakan bidang referensi dengan impedansi sangat rendah. Kemudian, coupling frekuensi tinggi yang tidak perlu dapat dihindari antara setiap komponen dan unit sirkuit.

Ground digital dan ground analog harus diproses secara independen dalam PCB frekuensi tinggi. Tingkat ground garis sinyal digital frekuensi tinggi biasanya berbeda satu sama lain dan penyimpangan tegangan sering terjadi di antara mereka. Selain itu, garis ground sinyal digital frekuensi tinggi selalu memiliki komponen harmonik yang cukup kaya dari sinyal frekuensi tinggi. Ketika garis ground sinyal digital langsung terhubung dengan garis ground sinyal analog, gelombang harmonik sinyal frekuensi tinggi akan mengganggu sinyal analog melalui coupling garis ground. Biasanya, garis ground sinyal digital frekuensi tinggi harus dipisahkan dari garis ground sinyal analog baik dalam metode interkoneksi titik tunggal pada posisi yang sesuai atau dalam metode interkoneksi manik magnet getaran frekuensi tinggi.

Analisis Anti Interferensi Sinyal Frekuensi Tinggi

Dalam desain PCB, tata letak komponen dan ketebalan kabel sangat terkait dengan interferensi, yang memerlukan teknologi profesional dan kemampuan pengenalan penuh dari desainer. Anti interferensi desain PCB terkait dengan kinerja aplikasi produk elektronik. Daftar aturan yang diperkenalkan dalam artikel ini adalah rangkuman pengalaman desain praktis dari desainer, yang tentunya berguna untuk desainer PCB.

Sumber Bermanfaat:
• Cara Mengatasi Interferensi dalam Desain PCB
• Metode untuk Memperkuat Kemampuan Anti-Interferensi dalam Desain PCB
• Diskusi tentang Daya dan Ground dalam Kompatibilitas Elektromagnetik PCB
• Layanan Pembuatan PCB Fitur Lengkap dari PCBCart - Opsi Nilai Tambah Banyak
• Layanan Assemblé PCB Lanjutan dari PCBCart - Mulai dari 1 potong