RF 전송을 최소화하기 위한 PCB 설계 지침

그다지 의미가 없는 PCB 설계 지침과 과도하고 불필요해 보이는 관행이 있습니다. 종종 이는 RF 전송이라는 흑마술에 의해 동기가 부여됩니다. 이는 전자 회로의 불행하고 의도하지 않은 결과이거나 전자 회로의 마법적이고 유용한 기능이며 이러한 효과를 줄이거나 제거하거나 조정하는 데 많은 설계 시간이 소요됩니다.

이것이 프로젝트에 얼마나 중요한지, 의도하지 않은 복사 방출에 대해 걱정해야 하는지 궁금합니다. Baddeley 중요도 척도에서는 다음과 같습니다.

신호가 와이어 아래로 이동하면 주변 공간에 전기장이 생성됩니다. DC 신호인 경우 필드는 변경되지 않으므로 RF 세계에서는 흥미로운 일이 일어나지 않으며 모두 일정합니다. 순수 DC는 매우 드뭅니다. 스위칭 전압 조정을 수행하지 않는 한 배터리는 이를 수행할 수 있지만 벽 전원에 연결된 모든 것은 50 또는 60 헤르츠 사인파를 갖게 되며 정류되고 변환되고 부드러워지고 찌르고 찌르고 DC 전압과 같은 것으로 나타납니다. . 실제로(그리고 전원 공급 장치의 품질에 따라) 이 공급 장치는 리플을 일으키고 DC 전압에 작은 변화를 만들어 작은 변화하는 전기장을 효과적으로 생성합니다. 수정 발진기, 칩 사이의 신호 라인 및 메모리 버스와 같은 다른 것들은 모두 와이어를 따라 한 곳에서 다른 곳으로 이동하는 변화하는 전압 신호를 가지고 있습니다. 따라서 전자 장치에는 신호와 변화하는 전기장이 넘쳐납니다. Maxwell, Faraday, Gauss가 주로 알아낸 많은 수학을 통해 이러한 변화하는 전기장으로 인해 전기장이 전자기 복사로 변하게 됩니다.

방사선의 주파수는 전기장이 변하는 주파수이며, 이에 영향을 미치는 많은 요소가 있습니다. 하나는 전기장이 이동하는 와이어의 모양입니다. 차동 쌍이라고 불리는 것이 있으면 전선을 따라 내려가는 전기장이 서로 상쇄되어 전송이 거의 발생하지 않습니다. 반대쪽 끝에 연결되지 않은 와이어가 있으면 신호가 길이만큼 내려가서 다시 반사될 수 있습니다. 와이어의 길이를 조정하여 반사할 때 파동을 취소하는 것이 아니라 증폭시킨다면 좋은 안테나입니다. 주파수로 돌아가면 결코 완벽한 사인파가 아닙니다. 그것은 서로 다른 주파수의 파동의 조합입니다. 안테나 수신기에는 신호를 추출하기 위해 범위 내에서 해당 주파수를 분해하는 전자 장치가 있습니다. 현대의 것들은 대부분 FM이므로 주 반송파 주파수가 있고 데이터 신호에 따라 약간 수정됩니다.

트레이스 안테나는 특정 주파수에서 공진하는 PCB의 작은 구리선 스트립으로 만들어진 안테나입니다. 이는 2.4GHz 트랜시버용 F 안테나 설계와 같이 의도적일 수도 있고, 길고 얇은 스트립을 생성하는 그라운드 타설과 같이 우발적일 수도 있습니다. 이를 방지하려면 땅에 타설된 땅에 아무데도 가지 않는 흔적이 있는지 주의 깊게 조사하십시오. 이를 제거하거나 트레이스가 공명할 수 없도록 비아를 삽입하십시오. 가능한 한 땅바닥을 뭉툭하게 유지하십시오. 손가락이 많을수록, 더 많이 자르고 늘리고 분리할수록 의도치 않은 방사선이 더 많이 발생하게 됩니다. 일반적으로 의도적으로 안테나를 만드는 경우를 제외하고 양쪽 끝이 연결되지 않은 전선은 두지 마십시오. 이는 연결되지 않은 보드 IO에 적용될 수 있습니다. 결국 해당 IO 커넥터에 아무 것도 연결되어 있지 않으면 아무데도 연결되지 않는 흔적일 뿐입니다. 마이크로컨트롤러가 케이블이 분리된 시기를 감지할 만큼 똑똑하다면 해당 전선으로 어떤 신호도 보내지 마세요. 사용하지 않는 모든 IO를 접지에 묶어 두십시오.

보드 가장자리 근처에 있고 접지면 레이어에서 멀리 있는 트레이스는 더 많은 전자기 간섭을 방출합니다. 비아 스티칭은 접지면에 부착된 비아 링을 PCB 가장자리 주위로(또는 가능한 한 많이) 배치하는 것을 의미합니다. 신호 트레이스의 측면을 비아로 정렬하여 트레이스에서 EMI를 줄일 수도 있습니다. 또한 충분한 양의 비아를 사용하여 접지면을 접지면에 연결해야 합니다(4층 보드에 별도의 접지층이 있거나 2층 보드가 대부분 바닥에 접지된 경우). 이는 우발적인 안테나를 방지하고 전체 접지가 항상 동일한 전위를 유지하도록 보장합니다.