Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. сборник научных трудов. Муратов А.В., Макаров О.Ю

2. Полигон возвратного сигнала не разделяется

Впримере, представленном выше, добавить разрыв в полигоне возвратного сигнального тока было верным решением. Аналоговый возвратный ток сигнала всегда изолируется от цифрового. При помощи разбиения полигона возвратного тока сигнала так, чтобы токи НЧ были изолированы, а токи ВЧ не создавали помех, необходимо отделить чувствительные аналоговые части от цифровых.

Вслучае, когда корпус и полигоны цифровых токов возврата вместе используют одну и ту же шину, они являются одним полигоном с разрывом. В данном случае возникает вопрос

скакой землей должен быть соединен какой-нибудь отдельный компонент. Хорошим решением является разделить шины корпуса и цифрового возвратного сигнала на несвязанные шины. Полигон цифрового возвратного сигнала не может быть целым

изанимать зону под всеми цифровыми элементами, трассами

иразъемами. Контакт с корпусом ограничивается стороной платы около разъемов.[3]

Самый точный вариант — один цельный полигон для всех возвратных сигнальных токов. В ситуациях, когда один низкочастотный сигнал может сливаться с другими сигналами платы, производится трассировка на отдельном слое для возврата этого тока к источнику.

3.Высокоскоростные модули между разъемами не располагаются

Размещение разъемов является очень важной задачей, так как при частоте меньше нескольких сотен МГц, длина волны равна 1 метр или более. Проводники на плате имеют небольшую электрическую длину и поэтому их работа неэффективна. Однако, провода или другие устройства, соединенные с платой, могут заменять антенны.

Сигнальные токи, проходящие по проводникам через сплошные полигоны и обратно, создают импеданс между двумя любыми точками полигона. Созданные напряжения прямо пропорциональны току протекающему по полигону. Если все разъемы размещены на одной стороне платы, то напряжение падает незначительно. Так же, размещенные между разъемами, высокоскоростные элементы схем, создают разность потенциалов

46

равную значению до нескольких милливольт и более. Из-за созданных напряжений возникают токи возбуждения на подключенных кабелях, увеличивающие их излучение.

4. Переходное время управляющего сигнала Печатная плата, с тактовой частотой 100 МГц, не может

соответствовать требованиям печатной платы с частотой 2 ГГц. Грамотно сформированный цифровой сигнал имеет высокую мощность на низших гармониках, но низкую на высших гармониках. Контролируя переходное время сигнала, можно менять мощность сигнала на высоких гармониках, что положительно влияет на ЭМС. Большое переходное время может повлиять целостность сигнала и привести к проблемам с перегревом оборудования. В процессе разработки и дизайна должны учитываться эти условия. Переходное время, равное около 20% от периода сигнала, приводит к оптимальной форме сигнала, при этом, уменьшает проблемы, возникающие из-за перекрестных помех и излучения. Исходя из области применения РЭС, переходное время может быть больше или меньше, чем 20% от периода сигнала; однако, должно контролироваться разработчиком.

Три способа, с помощь которых можно добиться изменения фронтов цифровых сигналов:

1.Использовать цифровые микросхемы только тех серий, скорость которых совпадает со скоростью в начальных условиях;

2.Размещатьрезисторы или индуктивности на феррите последовательно сигналу на выходе;

3.Размещать конденсаторы параллельно сигналу на вы-

ходе.

Первый способ – самый простой и действенный. Резистор или феррит дает разработчику возможность управлять переходными процессами и меньше воздействовать на изменения, происходящие в логических схемах по прошествии времени. Большим плюсом размещения конденсатора для управления является то, что его можно легко удалить без повреждения характеристик. Однако, необходимо учитывать, что из-за конденсатора ток источника высокочастотного сигнала будет увеличивать-

ся.[4]

47

Так же, необходимо брать во внимание то, что фильтрование однопроводного сигнала в пути возвратного тока является неправильным решением. В целях фильтрования высокочастотного шума, неразумно разводить трассу с низкой частотой через разрыв в полигоне сигнала возврата. В процессе разработки конструкции и разводки платы требуется правильно расставлять приоритеты для выполнения ЭМС. Требуется обеспечить оптимальное разделение шины питания, использовать короткие проводники ввода-вывода и учитывать фильтрацию выходных сигналов. Необходимо тщательно подходить к выбору активных устройств [5]. С точки зрения шума, не все полупроводниковые компоненты, совместимые по выводам, эквивалентны. Два устройства, имеющие одинаковые технические характеристике,

с высокой степенью интеграции, таких как большие интегральные схемы (ASIC) и микропроцессоры. Разумной идеей является проработка элементных баз от различных фирм для получения оптимальных характеристик РЭС [6].

Литература

1.Кечиев, Л. Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры [Текст]. М.: ООО

«Группа ИДТ», 2007. – 616с.

2.Князев А.Д. Конструирование радиоэлектронной и электронновычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости / А.Д. Князев, Л.Н. Кечиев, Б.В. Петров.

—М.: Радио и связь, 1989. — 224 с.

3.Седельников, Ю. Е. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств [Текст]: учеб. пособие / Ю. Е. Седельников. – Казань. ЗАО «Новое знание». – 2006. – 304 с.

4.Князев, А. Д. Конструирование радиоэлектронной и электронно вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости [Текст] / А. Д. Князев, Л. Н. Кечиев, Б. В. Петров. М.: Радио и связь, 1989. 224с

48