För att . framgångsrikt kunna hantera EMC-arbetet i ett företag eller organisation behöver man hålla fokus på att EMC-verksamheten genomsyrar hela organisationen. I stort sett alla delar av konstruktionen påverkar produktens EMC-egenskaper.
Det är en mängd olika faktorer som måste tas i beaktande för att uppnå önskade EMC-egenskaper . Vi fortsätter att beta av listan med mera detaljer:
- Kretskortsutlägg – ledningsdragning (3)
- Kretskortsutlägg – avkoppling (A)
- Kretskort – ledningarnas impedans och anpassning (4)
Kretskortsutlägg
Referenser:
Isidor Straus, ”Nineteen Rules to Follow for Better Digital EMC Design”. EMC MAGAZINE, Nr 3, 1995 och Nr 1 1996.Jordplan
Rätt utfört jordplan på ett kretskort med digitala komponenter och relativt korta omslagstider kan avsevärt förbättra ett kretskorts EMC-egenskaper. Både emissions- och tålighetsegenskaperna förbättras. Man kan räkna med en minskning med 20 – 40 dB av radiofrekvent fältemission i frekvensområdet 30 – 1000 MHz, jämfört med ett utförande utan jordplan.
Vad beror denna dramatiska förbättring på? Det är framför allt följande orsaker som förklarar denna förbättring:
• Impedansen reduceras med införandet av ett jordplan, eftersom jordplanet (nollvoltsplan eller spänningsplan) är en mycket bredare ledare som representerar mycket lägre induktans jämfört med en nollvoltsledare på ett traditionellt tvålagerskort. Se tabell 1. Denna minskar bl a överhörning pga gemensam impedanskoppling.
• Spänningsfallet över en signalretur-ledare driver anslutande kablar som antenner. Detta spänningsfall är en funktion av returledarens impedans, som i sin tur är en funktion av geometri. Returimpedansen är lägst när jordplan är returledaren.
• För att överföra signaler från en krets till en annan behövs två ledare: en signalledare och en referens- eller nolledare, även ofta kallad returledare. Vid användning av jordplan flyter returströmmen i jordplanet alltid närmast under signalledaren. Man inser lätt, att detta reducerar den sling-yta som signalströmmen omsluter. Detta förbättrar i sin tur både emissions- och tålighetsegenskaperna hos detta ”signalledarpar” genom försämrad koppling till omgivningen.
• Jordplanet möjliggör en högfrekvensmässigt bättre anslutning av avkopplings-kondensatorer och bidrar därigenom till framförallt förbättrade emissionsegenskaper (lägre emission).
• Jordplanet uppträder som ett slags skärm (även om en ofullständig sådan) pga strökapacitansen mellan alla signalledare och jordplanet fungerar som avkoppling till detta. Signalledarna bildar transmissionsledningar, vilka avger lägre fält än ”odefinierade” ledningar
Se upp med slitsar i jordplanet!
Ett vanligt förekommande felaktigt utförande, som alla kretskortskonstruktörer måste vara medvetna om, är att ha slitsar i jordplanet. Jordplanet behåller sina utmärkta störningsreducerande egenskaper och fungerar som avsett, endast om inga slitsar förekommer i detsamma.
Låt oss anta att en signalledare är dragen tvärs över en ursparning i jordplanet. Detta avbrott i signal-returström-vägen tvingar returströmmen att flyta en omväg. Detta innebär en betydligt större slingyta med i motsvarande grad större koppling till omgivningen, dvs försämrade EMC-egenskaper. Se figur 1. Utnyttja således inte jord- eller spänningsplan som ”reservyta” för signalledare!
Ett annat exempel visas i figur 2, där felaktigt utfört hålbild för till exempel anslutningsdon i bakplan resulterar i långa slitsar i jordplanet. Dessa slitsar tvingar returströmmen för signalerna ”A” och ”B” att flyta i samma trånga sektorer nedanför kontakterna i jordplanet med ökad gemensam-mod impedans och ökad koppling mellan signalerna ”A” och ”B” som följd. Via-hål i jordplanet, för till exempel en IC-kapsel, måste vara utförda så, att via-hålen inte tangerar varandra. Det skall finnas koppar kvar mellan hålen där strömmen kan passera.
Miklos Steiner
Figur 1:
Figur 2:
Tabell1:
