مهندس الکترونیک

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 10 Signal Traces Capacitive and Inductive Crosstalk تداخل خازنی و القایی زمانی بین مسیرهایی رخ می‌دهد که حتی برای یک فاصله کوتاه به‌صورت موازی قرار می‌گیرند. در کوپلینگ خازنی، یک لبه صعودی در مسیر منبع باعث ایجاد لبه صعودی در مسیر قربانی می‌شود. در کوپلینگ القایی، تغییر ولتاژ در مسیر قربانی در جهت مخالف تغییر لبه در منبع است. بیشتر موارد تداخل بین مسیرها از نوع خازنی هستند. مقدار نویز ایجاد شده روی مسیر قربانی به میزان فاصله موازی، فرکانس، دامنه تغییرات ولتاژ در مسیر منبع و امپدانس مسیر قربانی نسبت مستقیم دارد و با فاصله جدایی بین آن‌ها نسبت معکوس دارد. اقداماتی که باعث کاهش تداخل بین مسیرها می‌شوند عبارتند از: جلوگیری از تداخل نویز RF: مسیرهای حمل‌کننده نویز RF که به پردازنده متصل هستند، باید از سایر سیگنال‌ها دور نگه داشته شوند تا از جذب نویز جلوگیری شود. مدیریت زمین برای سیگنال‌های حساس: سیگنال‌هایی که ممکن است تحت تأثیر نویز قرار گیرند، باید با یک مسیر زمین بازگشتی در زیر آنها همراه شوند. این کار به کاهش امپدانس و در نتیجه کاهش ولتاژ نویز و ناحیه تابش کمک می‌کند. اجتناب از مسیرهای نویزدار در لبه‌های بیرونی: هرگز مسیرهای نویزدار را در لبه‌های بیرونی برد قرار ندهید، زیرا این نواحی بیشتر در معرض تأثیرات محیطی و نویز هستند. گروه‌بندی مسیرهای نویزدار: در صورت امکان، مسیرهای نویزدار را در کنار یکدیگر و محصور در مسیرهای زمین قرار دهید. این کار به کاهش تأثیر نویز و جلوگیری از انتشار آن کمک می‌کند. دور نگه داشتن مسیرهای غیرنویزدار: مسیرهای غیرنویزدار را از نواحی برد که ممکن است نویز دریافت کنند، مانند کانکتورها، مدارهای نوسانگر، رله‌ها و درایورهای رله دور نگه دارید. بیشترین مشکلات تداخل مرتبط با EMI معمولاً در اطراف کریستال رخ می‌دهد، به‌ویژه زمانی که مسیرهای قربانی نزدیک‌تر از حد مجاز قرار دارند. هیچ‌یک از اجزای غیرمرتبط نباید نزدیک‌تر از ۱ اینچ به کریستال قرار گیرند Keeping Noise and Electrostatic Discharge (ESD) Out نویز و تخلیه الکترواستاتیکی (ESD) که بر روی کابل تأثیر می‌گذارند، هدف دارند که از طریق خازن بای‌پس در نقطه اتصال کابل به PCB عبور کرده و به شیلد (شاسی) تخلیه شوند. بنابراین، مسیر زمین از خازن تا شیلد باید عریض (با نسبت 3:1) و به‌صورت محکم به شیلد متصل باشد، ترجیحاً با استفاده از دو یا چند پیچ برای اتصال مطمئن. مقدار خازن بای‌پس باید کمتر از 1000 پیکوفاراد باشد تا مقاومت سری موثر (ESR) در محدوده فرکانسی 50 تا 500 مگاهرتز به حداقل برسد. طول پایه در اجزای محوری می‌تواند بر ESR تأثیر بگذارد، بنابراین استفاده از قطعات سطح‌نصب (SMD) ترجیح داده می‌شود. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 9 Board Zoning زون‌بندی برد مشابه مفهوم برنامه‌ریزی چیدمان برد است، که به معنای تعیین مکان کلی اجزا روی یک PCB خالی قبل از رسم هر گونه مسیری است. زون‌بندی برد، اما یک گام فراتر می‌رود و شامل گروه‌بندی اجزای با عملکرد مشابه در یک ناحیه خاص از برد می‌شود، به جای اینکه آنها را به صورت پراکنده قرار دهید (به شکل 10 مراجعه کنید). اجزای منطقی با سرعت بالا، از جمله میکروکنترلرها، باید نزدیک به منبع تغذیه قرار داده شوند، در حالی که اجزای کندتر در فاصله‌های دورتر و اجزای آنالوگ حتی دورتر از آن‌ها چیده شوند. این ترتیب باعث می‌شود که مدارهای منطقی با سرعت بالا کمتر احتمال آلودگی سایر مسیرهای سیگنال را داشته باشند. به‌ویژه، بسیار مهم است که حلقه‌های نوسانگر از مدارهای آنالوگ، سیگنال‌های کم‌سرعت، و کانکتورها دور نگه داشته شوند. این اصل نه‌تنها برای خود برد بلکه برای فضای داخل محفظه‌ای که برد در آن قرار دارد نیز صدق می‌کند. همچنین در طراحی باید از ایجاد مجموعه کابل‌هایی که پس از مونتاژ نهایی روی نوسانگر یا میکروکنترلر قرار می‌گیرند، خودداری شود، زیرا این کابل‌ها می‌توانند نویز را جذب کرده و آن را به سایر بخش‌ها منتقل کنند. در اولویت‌بندی جای‌گذاری اجزا در طراحی PCB، برای بهبود عملکرد الکتریکی اقدامات زیر توصیه می‌شود: مکان‌یابی پردازنده: پردازنده را مستقیماً در کنار رگولاتور ولتاژ قرار دهید تا مسیرهای تغذیه کوتاه و با امپدانس پایین حفظ شود. رگولاتور ولتاژ نیز باید نزدیک به محل ورود VBatt به برد باشد تا تلفات ولتاژ کاهش یافته و نویز خارجی کمتری وارد مدار شود. ایجاد زمین شبکه‌ای(Hatch ) یا جامد(Solid): یک زمین شبکه‌ای یا لایه زمین جامد بین پردازنده، رگولاتور ولتاژ و نقطه ورودی VBatt بسازید تا به کاهش مقاومت و امپدانس زمین کمک کند. این امر جریان بازگشتی را بهینه می‌کند و به تشکیل یک نقطه زمین واحد (single-point ground) منجر می‌شود، که باعث کاهش حلقه‌های جریان نویز و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) می‌شود. همچنین محافظ الکتریکی (shield) را دقیقاً در همین نقطه به زمین وصل کنید تا تاثیرات نویز محیطی کاهش یابد و مسیرهای نویزی از طریق زمین مشترک دفع شوند. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 9 Board Zoning 👇👇👇👇👇👇👇👇👇👇

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 8 2.2.4 Bypassing بای‌پس بین +V و زمین در پردازنده بسیار حیاتی است، زیرا هدف این است که خازن جریان مورد نیاز برای سوئیچینگ دستگاه را تامین کند. اگر جریان در حلقه بای‌پس به دلیل القای زیاد در دسترس نباشد، قوانین فیزیک می‌گویند که جریان باید به سمت کمترین امپدانس برود، که در این حالت، از طریق اتصالات منبع تغذیه تأمین می‌شود. خازن پراکنده (distributed capacitance) در مسیرهای تغذیه به منبعی برای فرکانس‌های بالاتر تبدیل می‌شود. قانون نسبت طول به عرض ۳:۱ را برای مسیرهای حلقه بای‌پس اعمال کنید تا امپدانس در این مسیر با فرکانس بالا به حداقل برسد. حلقه‌های بای‌پس را تا حد ممکن کوچک از نظر مساحت و طول بسازید. هنگام اتصال خازن‌های بای‌پس برای نوسانگر یا تغذیه +V، به جای اینکه از ترک استفاده کنید سعی کنید زمین پردازنده را بسط دهید. وقتی مسیرهای PCB را طراحی می‌کنید، سعی کنید آن‌ها را به گونه‌ای بچینید که مسیرها بر روی همدیگر یا زیر یکدیگر قرار بگیرند. این کار به کاهش ناحیه‌ای که می‌تواند امواج الکترومغناطیسی را تابش کند کمک می‌کند. 2.2.5 Keeping Noise Close to the Chip موارد زیر مربوط به پین‌هایی است که برای ورودی/خروجی دیجیتال ساده استفاده می‌شوند، نه پین‌هایی که در باس حافظه (memory-expansion) به کار می‌روند. هدف در اینجا بیشتر کاهش نویز ناشی از تغییرات سریع سیگنال‌ها نیست، بلکه کاهش نویز ناشی از ناپایداری کلاک هنگامی که پین در حالت ثابت است، می‌باشد. نویز روی پین‌ها از طریق مسیرهای داخلی متعددی به داخل دستگاه منتقل می‌شود که با تغییر عملکرد پین‌ها می‌تواند تغییر کند. به عنوان مثال، در اسکن صفحه‌کلید، پین ورودی به دلیل کوپلینگ خازنی، نویز را هم از زیرلایه(substrate) و هم از ریل‌های تغذیه دریافت می‌کند. علاوه بر این، به دلیل امپدانس بالای این پین، میدان‌های محیطی به‌طور مؤثری به آن کوپل می‌شوند. زمانی که کلید فشار داده می‌شود، امپدانس خط سیگنال تغییر کرده و پین با مجموعه‌ای جدید از منابع نویز مواجه می‌شود. بنابراین، توسعه یک ماتریس جامع از تمامی احتمالات نویز عملاً غیرممکن است؛ به همین دلیل، توصیه‌های زیر ارائه می‌شود: یک مقاومت 50 تا 100 اهمی را به صورت سری با هر پین خروجی و یک مقاومت 35 تا 50 اهمی را با هر پین ورودی قرار دهید. اگر طراحی سیستم نیاز به مقاومت سری بیشتری دارد، از همان مقدار استفاده کنید. مقاومت‌های بالاتر برای خروجی‌ها بهتر هستند، اما معمولاً ویژگی‌های ورودی‌ها را بهبود نمی‌بخشند. مقاومت را تا حد امکان نزدیک به پردازنده قرار دهید و در صورت امکان آن را با زمین پردازنده همپوشانی کنید. هر پین روی پردازنده را با استفاده از یک خازن 1000 پیکوفاراد به زمین متصل کنید، به شرطی که نرخ تغییر سیگنال در خط کمتر از 100 نانو ثانیه باشد. برای پین‌های خروجی و پین‌هایی که سیستم از آنها هم به عنوان ورودی و هم خروجی استفاده می‌کند، اتصال زمین خازن باید به زمین پردازنده وصل شود. انتهای دیگر خازن باید به سمت گیرنده، نه به سمت پردازنده، متصل شود برای پین‌هایی که فقط به عنوان ورودی استفاده می‌شوند، خازن را در سمت پردازنده قرار دهید تا مساحت حلقه کاهش یابد. در این حالت، فرکانس‌های بالایی که از پردازنده به پین وارد می‌شوند، به علت عملکرد مقاومتی خازن در فرکانس های بالا به سمت زمین هدایت می شوند . پین‌های استفاده‌نشده باید به عنوان ورودی پیکربندی شده و مستقیماً به زمین پردازنده متصل شوند این قوانین فضای بیشتری اشغال می‌کنند و قطعات اضافی به طراحی اضافه می‌کنند، بنابراین در تولید به خوبی پذیرفته نمی‌شوند. هدف این است که تمام قوانین بر روی همه پین‌های ورودی/خروجی اجرا شوند، اما اگر این امکان وجود نداشته باشد، پین‌هایی که احتمال کمتری برای ایجاد نویز دارند را اولویت‌بندی کنید و به تدریج این قوانین را از هر پین حذف کنید. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 7 2.2.3 Gridding to Create Planes شبکه‌بندی(Gridding ) یکی از تکنیک‌های حیاتی طراحی برای بردهای دو لایه است. مشابه یک شبکه توزیع برق، شبکه‌بندی شامل اتصالات متعامد بین مسیرهایی است که جریان زمین را حمل می‌کنند. این روش به طور موثر یک صفحه زمین که در بردهای چهار لایه وجود دارد ایجاد می‌کند که در نتیجه کاهش نویز را فراهم می‌کند. شبکه‌بندی دو هدف اصلی دارد: شبیه‌سازی صفحه زمین یک برد چهار لایه با ایجاد مسیر بازگشت زمین در زیر هر یک از مسیرهای سیگنال کاهش امپدانس بین پردازنده و مدار تنظیم ولتاژ. شبکه‌بندی با گسترش هر مسیر زمین و استفاده از الگوهای پرکننده زمین (ground-fill patterns) برای ایجاد شبکه‌ای از اتصالات به زمین در سراسر PCB انجام می‌شود. به عنوان مثال، یک PCB معمولاً دارای اکثر مسیرهای روی سطح بالایی است که به صورت عمودی و اکثر مسیرهای زیر سطح به صورت افقی قرار دارند (به شکل ۷ مراجعه کنید). این وضعیت به طور طبیعی با بازگشت سیگنال دقیقاً در زیر مسیر سیگنال تداخل دارد. ابتدا، هر مسیر زمین گسترش می‌یابد تا بیشترین فضای خالی PCB را پر کند. سپس، تمام فضای خالی باقی‌مانده با زمین پر می‌شود. در نقاطی که مسیرهای سطح بالا با مسیرهای سطح پایین تقاطع دارند، حفره‌هایی ایجاد کنید. سپس همین کار را برای الگوهای پرکننده زمین انجام دهید. الگوهای پرکننده زمین در صورتی که در هر دو انتها به زمین متصل شوند، به شبکه کمک بهتری می‌کنند. یک الگوی پرکننده زمین که فقط در یک نقطه متصل شده است، صرفاً یک شیلد زمین (ground shield) است، اما اگر در دو یا چند نقطه متصل شود، به عنوان یک رسانا عمل می‌کند و بنابراین به شبکه کمک می‌کند. تا جایی که ممکن است شبکه‌بندی را بر روی یک برد دو لایه انجام دهید. به دنبال مکان‌هایی باشید که با تغییرات کوچک در چیدمان بتوان یک اتصال دیگر به شبکه اضافه کرد. از حداکثر تعداد حفره‌هایی که به طور فیزیکی امکان‌پذیر است، استفاده کنید. خطوط لازم نیست که عمود بر هم باشند یا عرض یکسانی داشته باشند. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 7 👇👇👇👇👇

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 6 2.2 Power Distribution for Two-Layer Boards 2.2.1 Single-Point vs Multipoint Distribution در یک سیستم توزیع توان تک‌نقطه‌ای واقعی - single-point power-distribution system - ، هر قطعه اکتیو دارای تغذیه و زمین جداگانه خود است و این مسیرها جدا باقی می‌مانند تا زمانی که در یک نقطه مرجع واحد به هم برسند. در سیستم‌های چندنقطه‌ای، اتصالات به صورت زنجیره‌ای انجام می‌شود، بنابراین چندین نقطه مرجع ۰ ولت وجود دارد. واضح است که سیستم‌های چندنقطه‌ای پتانسیل برای اتصال امپدانس مشترک(Common-Impedance Coupling) دارند. اگرچه پیاده‌سازی یک سیستم تک‌نقطه‌ای ممکن است غیرممکن باشد، اما ترکیبی از سیستم تک‌نقطه‌ای برای دستگاه‌های تولید کننده فرکانس رادیویی (RF) و سیستم چندنقطه‌ای برای سایر اجزاء به کاهش نویز کمک می‌کند. بهترین طرح ممکن، داشتن یک نقطه واحد است که زمین رگولاتور ولتاژ ، زمین پردازنده ، قطب منفی باتری، و شاسی یا محافظ را به هم متصل می‌کند (به شکل ۶ مراجعه کنید). 2.2.2 Star Distribution توزیع ستاره‌ای شباهت زیادی به سیستم تک‌نقطه‌ای دارد. در این سیستم، به نظر می‌رسد همه نقاط به یک نقطه ثابت مرجع که به صورت مرکزی قرار گرفته‌اند و دارای طول مسیر تقریباً برابر هستند، اشاره دارند. علاوه بر این، همان نقطه مرجع ممکن است از طریق یک مسیر بزرگ و واحد به منبع خود متصل شود، که به صورت مرکزی قرار نگرفته است. بنابراین تفاوت‌های اصلی با سیستم تک‌نقطه‌ای عبارتند از: نقطه مرجع واحد در سیستم ستاره‌ای می‌تواند یک مسیر بلندتر باشد، به جای یک نقطه. نقطه‌ای که مسیرهای جداگانه از آن آغاز می‌شوند، نزدیک به مرکز برد است و هر مسیر به سمت خود می‌رود، به‌طوری که طول هر مسیر با دیگر مسیرها برابر است. سیستم ستاره‌ای بیشتر برای مواردی مانند ساعت سیستم در یک برد کامپیوتر با سرعت بالا کاربرد دارد. در این سیستم، سیگنال از کانکتور لبه شروع می‌شود و به مرکز برد می‌رسد، سپس از آنجا منشعب شده و به هر نقطه‌ای که نیاز است، می‌رود. از آنجا که عملاً سیگنال از مرکز برد شروع می‌شود، تأخیر سیگنال از یک ناحیه به ناحیه دیگر برد به حداقل می‌رسد. نام "ستاره" گاهی برای اشاره به سیستم تک‌نقطه‌ای استفاده می‌شود که این توضیحات را ضروری می‌سازد. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 6 👇👇👇👇👇👇👇

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 6 2.2 Power Distribution for Two-Layer Boards 2.2.1 Single-Point vs Multipoint Distribution در یک سیستم توزیع برق تک‌نقطه‌ای واقعی - single-point power-distribution system - ، هر قطعه اکتیو دارای تغذیه و زمین جداگانه خود است و این مسیرها جدا باقی می‌مانند تا زمانی که در یک نقطه مرجع واحد به هم برسند. در سیستم‌های چندنقطه‌ای، اتصالات به صورت زنجیره‌ای انجام می‌شود، بنابراین چندین نقطه مرجع ۰ ولت وجود دارد. واضح است که سیستم‌های چندنقطه‌ای پتانسیل برای اتصال امپدانس مشترک(Common-Impedance Coupling) دارند. اگرچه پیاده‌سازی یک سیستم تک‌نقطه‌ای ممکن است غیرممکن باشد، اما ترکیبی از سیستم تک‌نقطه‌ای برای دستگاه‌های تولید کننده فرکانس رادیویی (RF) و سیستم چندنقطه‌ای برای سایر اجزاء به کاهش نویز کمک می‌کند. بهترین طرح ممکن، داشتن یک نقطه واحد است که زمین رگولاتور ولتاژ ، زمین پردازنده ، قطب منفی باتری، و شاسی یا محافظ را به هم متصل می‌کند (به شکل ۶ مراجعه کنید). 2.2.2 Star Distribution توزیع ستاره‌ای شباهت زیادی به سیستم تک‌نقطه‌ای دارد. در این سیستم، به نظر می‌رسد همه نقاط به یک نقطه ثابت مرجع که به صورت مرکزی قرار گرفته‌اند و دارای طول مسیر تقریباً برابر هستند، اشاره دارند. علاوه بر این، همان نقطه مرجع ممکن است از طریق یک مسیر بزرگ و واحد به منبع خود متصل شود، که به صورت مرکزی قرار نگرفته است. بنابراین تفاوت‌های اصلی با سیستم تک‌نقطه‌ای عبارتند از: نقطه مرجع واحد در سیستم ستاره‌ای می‌تواند یک مسیر بلندتر باشد، به جای یک نقطه. نقطه‌ای که مسیرهای جداگانه از آن آغاز می‌شوند، نزدیک به مرکز برد است و هر مسیر به سمت خود می‌رود، به‌طوری که طول هر مسیر با دیگر مسیرها برابر است. سیستم ستاره‌ای بیشتر برای مواردی مانند ساعت سیستم در یک برد کامپیوتر با سرعت بالا کاربرد دارد. در این سیستم، سیگنال از کانکتور لبه شروع می‌شود و به مرکز برد می‌رسد، سپس از آنجا منشعب شده و به هر نقطه‌ای که نیاز است، می‌رود. از آنجا که عملاً سیگنال از مرکز برد شروع می‌شود، تأخیر سیگنال از یک ناحیه به ناحیه دیگر برد به حداقل می‌رسد. نام "ستاره" گاهی برای اشاره به سیستم تک‌نقطه‌ای استفاده می‌شود که این توضیحات را ضروری می‌سازد. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 5 2.1.4 Signal Return Grounds همان‌طور که قبلاً ذکر شد، یک حلقه توسط سیگنال و مسیر بازگشت زمین از دستگاه گیرنده به منبع سیگنال ایجاد می‌شود. مسیرهای بازگشت سیگنال پیچیده‌ترین مشکل طراحی را در چیدمان PCB ارائه می‌دهند. ایجاد یک مسیر بازگشت زمین در زیر هر ترک که به یک پایه سیگنال روی پردازنده متصل است، دشوار خواهد بود. اما این دقیقاً همان کاری است که صفحه زمین در یک برد چهار لایه انجام می‌دهد. مهم نیست که ترک ها چگونه مسیر خود را طی می‌کنند، همیشه یک مسیر بازگشت زمین در زیر آن‌ها وجود دارد. 2.1.7 Power Plane Do’s and Don’ts for Four-Layer Boards به نحوه ایجاد سوراخ‌ها و بریدگی‌ها در صفحات توجه ویژه‌ای داشته باشید. این‌ها باعث شکستگی در صفحه شده و در نتیجه باعث افزایش ناحیه حلقه می‌شوند (به قسمت‌های A و B در شکل ۵ مراجعه کنید). از قرار دادن ترک در صفحه زمین خودداری کنید. اگر مجبور به استفاده از آنها هستید، آنها را در صفحه +V قرار دهید. هنگام ایجاد سوراخ‌های عبوری برای پایه‌هایی با فاصله مرکز ۱۰۰ میل ( 100mil-center-spacing )، بین هر پایه یک ترک کوچک قرار دهید. شکستن صفحه با ردیفی از سوراخ‌ها به مراتب بهتر از ایجاد یک شکاف طولانی است (برای جزئیات بیشتر به قسمت‌های C و D در شکل ۵ مراجعه کنید). هنگام تقسیم صفحه زمین برای ایجاد زمین دیجیتال و پاور اطمینان حاصل کنید که سیگنال‌های متصل به پردازنده به طور کامل روی زمین دیجیتال قرار دارند. گسترش ترک های سیگنال به خارج از ناحیه زمین پاور مشکلاتی ایجاد می‌کند زیرا زمین پاورنمی‌تواند در کاهش ناحیه حلقه برای سیگنال‌های نویز دیجیتال موثر باشد. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 5 👇👇👇👇👇👇👇👇👇👇👇👇👇👇

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 5 2.1.4 Signal Return Grounds همان‌طور که قبلاً ذکر شد، یک حلقه توسط سیگنال و مسیر بازگشت زمین از دستگاه گیرنده به منبع سیگنال ایجاد می‌شود. مسیرهای بازگشت سیگنال پیچیده‌ترین مشکل طراحی را در چیدمان PCB ارائه می‌دهند. ایجاد یک مسیر بازگشت زمین در زیر هر ترک که به یک پایه سیگنال روی پردازنده متصل است، دشوار خواهد بود. اما این دقیقاً همان کاری است که صفحه زمین در یک برد چهار لایه انجام می‌دهد. مهم نیست که ترک ها چگونه مسیر خود را طی می‌کنند، همیشه یک مسیر بازگشت زمین در زیر آن‌ها وجود دارد. 2.1.7 Power Plane Do’s and Don’ts for Four-Layer Boards به نحوه ایجاد سوراخ‌ها و بریدگی‌ها در صفحات توجه ویژه‌ای داشته باشید. این‌ها باعث شکستگی در صفحه شده و در نتیجه باعث افزایش ناحیه حلقه می‌شوند (به قسمت‌های A و B در شکل ۵ مراجعه کنید). از قرار دادن ترک در صفحه زمین خودداری کنید. اگر مجبور به استفاده از آنها هستید، آنها را در صفحه +V قرار دهید. هنگام ایجاد سوراخ‌های عبوری برای پایه‌هایی با فاصله مرکز ۱۰۰ میل ( 100mil-center-spacing )، بین هر پایه یک ترک کوچک قرار دهید. شکستن صفحه با ردیفی از سوراخ‌ها به مراتب بهتر از ایجاد یک شکاف طولانی است (برای جزئیات بیشتر به قسمت‌های C و D در شکل ۵ مراجعه کنید). هنگام تقسیم صفحه زمین برای ایجاد زمین دیجیتال و پاور اطمینان حاصل کنید که سیگنال‌های متصل به پردازنده به طور کامل روی زمین دیجیتال قرار دارند. گسترش ترک های سیگنال به خارج از ناحیه زمین پاور مشکلاتی ایجاد می‌کند زیرا زمین پاورنمی‌تواند در کاهش ناحیه حلقه برای سیگنال‌های نویز دیجیتال موثر باشد. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI قسمت 4 PCB Design Guidelines For Reduced EMI 2.1.3 Microcomputer Grounds in One- and Two-Layer Designs زمین پردازنده ناحیه‌ای از لایه زیرین پردازنده است که به‌عنوان جزیره زمین برای حذف نویزهای ایجاد شده توسط پردازنده عمل می‌کند. این ناحیه باید حدود ۱/۴ اینچ از مرز دستگاه به بیرون گسترش یابد و به زمین پردازنده متصل شود. اتصالات زمین برای خازن‌های بای‌پس منبع تغذیه و هر خازن بای‌پس دیگری که به پایه‌های پردازنده متصل هستند نیز باید به این زمین متصل شوند. علاوه بر این، ناحیه زمین باید به‌گونه‌ای گسترش یابد که اطراف سوراخ‌های عبوری برای پایه‌های نوسان‌ساز را پوشش دهد و خازن‌های بای‌پس متصل به آنها را شامل شود، تا زمانی که از بالا مشاهده می‌شود، کوچکترین ناحیه حلقه ممکن به دست آید. برای مشاهده یک نمونه، به شکل ۴ مراجعه کنید.👆 ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI قسمت 4 PCB Design Guidelines For Reduced EMI 2.1.3 Microcomputer Grounds in One- and Two-Layer Designs 👇👇👇👇👇👇👇

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI قسمت 4 PCB Design Guidelines For Reduced EMI 2.1.3 Microcomputer Grounds in One- and Two-Layer Designs زمین پردازنده ناحیه‌ای از لایه زیرین پردازنده است که به‌عنوان جزیره زمین برای حذف نویزهای ایجاد شده توسط پردازنده عمل می‌کند. این ناحیه باید حدود ۱/۴ اینچ از مرز دستگاه به بیرون گسترش یابد و به زمین پردازنده متصل شود. اتصالات زمین برای خازن‌های بای‌پس منبع تغذیه و هر خازن بای‌پس دیگری که به پایه‌های پردازنده متصل هستند نیز باید به این زمین متصل شوند. علاوه بر این، ناحیه زمین باید به‌گونه‌ای گسترش یابد که اطراف سوراخ‌های عبوری برای پایه‌های نوسان‌ساز را پوشش دهد و خازن‌های بای‌پس متصل به آنها را شامل شود، تا زمانی که از بالا مشاهده می‌شود، کوچکترین ناحیه حلقه ممکن به دست آید. برای مشاهده یک نمونه، به شکل ۴ مراجعه کنید.👆 ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI قسمت 3 PCB Design Guidelines For Reduced EMI 2. Board Layout 2.1 Grounds and Power جریان‌های فرکانس بالا که در داخل پردازنده استفاده می‌شوند و در لبه‌های کلاک ورودی فعال می‌شوند، باید از خازن‌های بای‌پس تأمین شوند، نه از منبع تغذیه. 2.1.1 Inductance با افزایش طول یک هادی، اندوکتانس آن نیز افزایش می‌یابد، و با افزایش عرض هادی، اندوکتانس کاهش می‌یابد (البته با نرخ کمتری). در مسیر کشی پاور (Power Routing) روی PCB ، این اندوکتانس می‌تواند باعث افت ولتاژ شود که این افت ولتاژ، انرژی را تابش کرده و منتشر می‌کند. از آنجا که تابش انرژی RF (فرکانس رادیویی) از مسیرهای مدار غیر مطلوب است، هر مسیری که انرژی RF را حمل می‌کند باید تا حد ممکن دارای اندوکتانس پایین باشد: در طراحی بردهای دو لایه، نسبت طول به عرض برای هر ترک بین IC و منبع ولتاژ نباید از 3:1 تجاوز کند، چه برای خطوط تغذیه و چه برای خطوط زمین. تغذیه و زمین باید به‌طور مستقیم روی یکدیگر قرار گیرند تا امپدانس کاهش یابد و مساحت حلقه حداقل شود. 2.1.2 Two-Layer vs Four-Layer Boards یک برد دو لایه می‌تواند تا 95% از کارایی یک برد چهار لایه را با شبیه‌سازی مزایای برد چهار لایه به دست آورد. برای این منظور، باید از تکنیک‌هایی مانند: تلاش کنید تا مسیرهای زمین را مستقیماً زیر مسیرهای تغذیه قرار دهید. شبکه‌بندی(Gridding) تغذیه و زمین را انجام دهید، اما مراقب باشید که اتصالات امپدانس مشترک غیرضروری ایجاد نکنید و یا ایزولاسیون مورد نظر را نقض نکنید، مانند بین زمین‌های با توان بالا و دیجیتال. ( در ادامه توضیح داده خواهد شد) مسیرهای برگشت برای اتصالات مستقیم به پین های I/O پردازنده را به‌طور مستقیم زیر ترک سیگنال قرار دهید زیر پردازنده یک صفحه‌زمین (solid power plane) بسازید که اجزای بای‌پاس و حلقه نوسان‌ساز بتوانند به آن متصل شوند. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 2 1.2 Surface-Mount Devices vs Through-Hole Components قطعات نصب سطحی (SMD) به دلیل کاهش اندوکتانس‌ها و قرارگیری نزدیک‌تر قطعات، در مقابله با انرژی RF بهتر از قطعات دارای پایه THT عمل می‌کنند. این امر به دلیل ابعاد فیزیکی کوچکتر SMDها ممکن است، که در طراحی بردهای دو لایه بسیار حائز اهمیت است، جایی که حداکثر کارایی از اجزای کنترل نویز مورد نیاز است. 1.3 Static Pins vs Active Pins vs Inputs همان‌طور که قبلاً ذکر شد، تمامی خطوط درجاتی نویز از پردازنده دارند. نویز کلی یک پین به میزان نویزی که پردازنده به آن می‌دهد و همچنین به نقش آن پین در سیستم بستگی دارد. به عنوان مثال، یک پین خروجی دارای نویز از ریل‌های تغذیه پردازنده و نویز ناشی از کوپلینگ خازنی با پین‌های مجاور و substrate است. اگر عملکرد پین به عنوان کلاک سیستم باشد، آن نیز شامل نویز است. حتی اگر پین در سطح ثابت یک یا صفر باشد، باز هم باید با نویزهای داخلی تراشه مقابله کرد. در مورد یک GPIO در حالت ورودی، خازن ترانزیستورهای خروجی استفاده‌نشده نویز را از هر دو ریل تغذیه به پین منتقل می‌کند. مقدار نویز به امپدانس چیزی که به پین متصل است بستگی دارد. هرچه امپدانس بالاتر باشد، نویز بیشتری از پردازنده خارج می‌شود. به همین دلیل است که ورودی‌های استفاده‌نشده باید به ریل با کمترین امپدانس، یعنی زمین، متصل شوند و در صورت امکان، به صورت مستقیم اتصال کوتاه شوند. در مورد سیگنال‌های خروجی سوئیچینگ، به طور کلی فقط به سیگنال‌هایی که تغییر لبه را با نرخ بالاتر از 50 کیلوهرتز تجربه می‌کنند، توجه کنید در سیستم‌های الکترونیکی، هر تغییر لبه‌ای که از پردازنده به تراشه دیگری ارسال می‌شود، یک پالس جریان ایجاد می‌کند. این پالس به دستگاه دریافت‌کننده می‌رسد، از طریق پین گراند آن دستگاه خارج می‌شود و از طریق خطوط گراند به پین گراند پردازنده بازمی‌گردد (همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است). مهم است که توجه داشته باشید که این پالس از طریق پین گراند دستگاه دریافت‌کننده به باتری باز نمی‌گردد، بلکه در یک حلقه به نقطه اولیه خود بازمی‌گردد. این حلقه‌ها در مدارهای الکترونیکی همه جا وجود دارند. هر ولتاژ نویز و جریان مرتبط با آن مسیری با کمترین امپدانس را برای بازگشت به منبع خود دنبال می‌کند. درک این مفهوم بسیار مهم است، زیرا این امکان را به شما می‌دهد که با کنترل شکل و امپدانس مسیر بازگشت، از انتشار نویز جلوگیری کنید. یک حلقه (Loop) می‌تواند شامل سیگنال و مسیر بازگشت آن باشد، حلقه بای‌پس بین قدرت و زمین و کامپوننت های فعال داخل پردازنده، کریستال نوسان‌ساز و درایور آن در پردازنده، همچنین حلقه‌ای که از منبع تغذیه یا رگولاتور ولتاژ به خازن‌های بای‌پس کشیده می‌شود. حلقه‌های دیگر که پیچیده‌تر هستند در واقع حلقه‌های میدان محیطی (ambient field loops) می‌باشند. به عنوان مثال، خود کریستال انرژی تابش می‌کند که می‌تواند به سیمی که در نزدیکی آن قرار دارد، منتقل شود. سپس، این سیم دارای نویزی می‌شود که سعی دارد به حلقه کریستال بازگردد. این مسیر ممکن است بسیار طولانی و پیچیده باشد که به عنوان یک آنتن دیگر برای نویز کریستال عمل می‌کند. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 2 👇👇👇👇👇👇👇👇👇👇👇👇

#hardware #Pcb #hardware_design #EMI PCB Design Guidelines For Reduced EMI قسمت 1 1 . Background 1.1 RF Sources راهنمای طراحی که مورد بحث قرار می‌گیرند مربوط به نویز فرکانس رادیویی (RF) از پردازنده است. این نویز داخل دستگاه تولید می‌شود و به روش‌های مختلفی به بیرون منتقل می‌شود. نویز در تمام خروجی‌ها، ورودی‌ها، منبع تغذیه و زمین در همه زمان‌ها حضور دارد. به طور بالقوه، هر پین روی پردازنده می‌تواند یک مشکل باشد. بزرگ‌ترین مشکل نویز از پین‌های ورودی/خروجی (I/O) مدار مجتمع (IC) است. زیرا ناحیه‌ای که توسط trace متصل به این پین‌ها روی PCB پوشانده می‌شود، یک آنتن بزرگ را تشکیل می‌دهد. این پین‌ها همچنین به کابل‌های داخلی و خارجی متصل می‌شوند. نویز ناشی از سوئیچینگ کلاک داخل IC به شکل "glitch" روی یک خروجی استاتیک ظاهر می‌شود. دومین عامل مهم نویز، سیستم منبع تغذیه است که شامل رگولاتور ولتاژ و خازن‌های بای‌پس در هر دو بخش رگولاتور و پردازنده می‌باشد. این مدارها منبع تمام انرژی RF در سیستم هستند، زیرا جریان مورد نیاز برای سوئیچینگ را به مدارهای کلاک شده داخل IC تأمین می‌کنند. سومین منبع نویز، مدار نوسان‌ساز است که در آن نوسان‌ساز از یک ریل به ریل دیگر نوسان می‌کند. علاوه بر فرکانس اصلی، هارمونیک‌ها نیز در سمت خروجی معرفی می‌شوند زیرا بافر خروجی دیجیتال است و موج سینوسی را به شکل مربعی درمی‌آورد. همچنین، هر نویزی که توسط عملیات داخلی مانند بافرهای کلاک ایجاد شود، در خروجی ظاهر می‌شود. اگر جداسازی مناسب بین کریستال و مدارهای تانک آن از سایر قطعات و trace ها روی PCB حفظ شود و نواحی حلقه‌ها(Loop area ) کوچک نگه داشته شوند، نباید مشکلی از نظر این منبع نویز وجود داشته باشد. اما اگر IC‌ها یا قطعات passive مانند در نزدیکی کریستال قرار گیرند، هارمونیک‌های کریستال می‌توانند القا شده و منتشر شوند. ادامه دارد … لینک حمایت مالی حامی‌باش جهت حمایت از کانال #مهندس_الکترونیک #الکترونیک 🆔 @elec_source