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電子發燒友網>電子資料下載>電磁兼容設計> I/O設計功能子系統和安靜區域的介紹和如何正確的隔離和分割映像平面

I/O設計功能子系統和安靜區域的介紹和如何正確的隔離和分割映像平面

2018-09-10 | pdf | 0.37 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

  設計 I/O 電路時,有兩個地方很重要,那就是:功能子系統和「安靜區域(quiet area)」。底下將分別說明。

  功能子系統

  每一個 I/O 應該被視為 PCB 的不同區塊,因為它們各自具有獨特的功能與應用。為了避免在子系統之間產生射頻耦合,所以必須做分割。一個功能子系統包含了一堆組件,以及相關的支持電路。組件與組件相互緊鄰,可以縮短走線繞線的長度,并提高各功能區塊的效能。每一位硬件和 PCB 工程師通常會試著將組件集合在一起,但是由于各種原因,有時這是行不通的。在布線(layout)時, I/O 子系統的處理方式和其它 PCB 區塊不一樣,這通常是經由布線切割達到的。

  布線切割加強了訊號的質量和功能的完整性,因為這樣可以防止產生具有高頻寬的發射器,例如:背板互連、視訊裝置、數據接口、以太控制器、SCSI 裝置、 CPU、毀損的串行或平行、視訊、音頻、異步/同步通訊端口、軟盤控制器、前端顯示器、區域和廣域網絡控制器…等。每一個 I/O 子系統必須被當成不同的 PCB 一樣。

  安靜區域

  「安靜區域」是和數字電路模擬電路、供電和接地平面隔離的區域。這種隔離可以避免其它 PCB 區塊內的噪聲源,破壞了敏感電路。例如:來自數字區塊的供電平面噪聲,滲入至模擬裝置(模擬區塊)、音頻裝置(音頻區塊)、I/O 濾波器、互連電路…。.等的供電接腳,如附圖一。

  分割的主要目的是要把不干凈的供電、接地平面和其它功能區域,與干凈或安靜的區域分開。

  隔離和分割

  隔離和分割是指組件、電路、供電平面從其它功能裝置、區域和子系統中分開。若允許射頻電流以輻射或電導方式,被傳送至電路板的其它部位,這不僅會造成 EMI 問題,也會破壞應有的正常功能。

  隔離是使電路板上的某區域之所有平面沒有銅線存在,此沒有銅線存在的區域被稱為「壕溝(moat)」。沒有銅線存在的區域寬度通常是 0.05 英吋。換句話說,一個隔離的區域是電路板上的一個「孤島」,類似一個具有城池的城堡。只有那些需要與它作業或互連的走線,才能與這個隔離區域相連接。對訊號和走線而言,「壕溝」就是一個隔離地帶,這些訊號和走線與隔離區域、或隔離區域的接口無關。

  有兩種方法可以將走線、供電、接地平面連接至這個「孤島」上。第一種方法是使用隔離的變壓器、光學隔離器、或共模數據線過濾器,來跨越「壕溝」。第二種方法是使用「壕溝」上的一個「橋梁」。隔離也被應用在將高頻寬組件與低頻電路分開的場合;此外,它也被應用于使 I/O 界面維持在低的 EMI 頻寬---- 亦即從 I/O 互連電路傳播出來的射頻頻譜大小。

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