اطلاعیه

Collapse
No announcement yet.

روش های کاهش نویز در طراحی PCB

Collapse
این موضوع برجسته شده است.
X
X
Collapse
 
  • صفحه of 4
  • فیلتر
  • زمان
  • Show
Clear All
new posts
قبلی 1 2 3 4 template بعدی
    #1

    روش های کاهش نویز در طراحی PCB

    دوستان سلام
    از کاهش نویز در PCB بگید:
    1-روش ها
    2-کتاب ها
    3-سایت ها
    4-مقاله ها
    5-جزوه ها
    6-فیلم ها
    7-آموزشگاه ها
    8-استاد ها
    9-نمونه های دیده شده( کم تر دیده شده ها ، متداول تر ها ، کارآمد تر ها و . . . )
    و خلاصه یه مرجعی تشکیل بدیم برای کاهش هر چی نویزه تو PCBها. اونایی که PCB طراحی می کنید چطور نویز رو کاهش می دید؟
    کاهش نویز مساله بسیار مهمی است که اگر به خوبی مدیریت نشود ممکن است خسارات جبران ناپذیری وارد کند. فرض کنید در یک مبدل آنالوگ به دیجیتال نویز وجود داشته باشد، در اینصورت در خروجی این قطعه با خطا رو برو خواهیم بود. اهمیت این مساله موقعی صد چندان می شود که این وسیله با حیات یک انسان سرو کار داشته باشد. فرض وسیله اندازه گیری سیگنال های حیاتی بدن انسان باشد.
    لذا از همه دوستان و صاحب نظران دعوت می کنم تا در هر چه بهتر شدن این صفحه ما را یاری کنند و اطلاعات و تجارب خود را با ما به اشتراک بگذارند.

    و من الله توفیق
    متشکرم
    990
    گزینه 1
    0%
    576
    گزینه 2
    0%
    414
    از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
    برچسب ها: هیچ یک
    • مهم
    #2
    پاسخ : noise

    خودم اولین سنگو بر می دارم :nerd:
    به جرأت می توان گفت که طراحی منطق یک مدار الکترونیکی تنها قسمت کوچکی از کل کاری است که برای تولید صنعتی آن مدار صورت می گیرد.
    نکاتی از قبیل در نظر گرقتن اثر قطعات بکار رفته در مدار ، طراحی محافظ 1برای قسمت مختلف مدار ، بکار بردن روش هایی برای کم کردن اثر نویز در مدارها ، طراحی مدار چاپی با رعایت استاندارد لازم (برای کاهش تداخل الکترو مغناطیسی) انتخاب نوع آی سی های به کار رفته در مدار ، طراحی فبلتر برای قسمت های مختلف مدار ، وجز آن ، همه و همه از مسائلی هستند که در کارامد بودن مدار اثر سرنوشت سازی دارند . شاید به همین علت است که کمتر کسی پس از طراحی مدار روی کاغذ ، جرأت می کند اقدام به ساختن آن کند. این مقاله به یکی از این مسائل یعنی کاهش اثر نویز در مدارهای الکترونیکی پرداخته است ، آن هم از دیدگاهی خاص یعنی عرضه روش های عملی برای این مقصود . برای بررسی دقیق تر ، گذراندن درس سازگاری الکترو مغناطیسیEMCتوصیه می شود. سیستم های الکترونیکی باید طوری طراحی و ساخته شوند که دو شرط زیر را داشته باشند.
    1- خود منبع نویز نباشند . ( قسمت های دیجیتالی مدار ، فرستنده های رادیویی ، و کامپیوترها ، نمونه هایی از منابع نویز اند)
    2- به نویز خارجی حساس نباشند.
    به عبارت دیگر سیستم های الکترونیکی باید بتوانند در شرایط صنعتی به خوبی کار کنند و نویز سیتم های الکتریکی و الکترونیکی دیگر( مانند لامپ های فلورسنت و نئون ، خطوط قدرت ، فرستنده ها ، وسایل الکترونیک دیجیتال و جز آن) روی آنها اثری نداشته باشد . از طرفی خود این سیستم ها باید طوری طراحی شوند که قسمتی از آنها روی قسمت های دیگر تداخل ایجاد نکند . سازگاری الکترو مغناطیسی (EMC) یک سیستم الکتریکی وقتی دارای سازگاری الکترو مغناطیسی است که بتواند در محیط الکترو مغناطیسی مورد نظر به خوبی کار کند و خود منبع نویز نباشد. با توجه به اهمیت ، EMC استاندردهای متفاوتی را مراجع ذیصلاح برای دستگاه های الکترونیکی وضع کرده اند . برای مثال FCC 2 استانداردهایی را برای حداکثر تشعشع الکترو مغناطیسی وسایل الکترونیکی دارد و لازم است این استانداردها به دقت رعایت شوند و گرنه دستگاه های ساخته شده اجازه ندارند به بازار عرضه شوند . عوامل لازم برای تاثیر نویز عبارتند از : منبع نویز ، کانال کوپلاژ ، و گیرنده نویز.
    نویز به روش های زیر به سیستم های الکترونیکی نفوذ می کند.
    ● کوپلاژ توسط میدان های الکتریکی و مغناطیسی ( و الکترو مغناطیسی ) مانند تشعشع الکترو مغناطیسی.
    ● کوپلاژ هدایتی مانند انتقال نویز از طریق خط تغذیه مشترک.

    منبع: www.Belec.irگروه مهندسی برهان الکترونیک

    از نمایشگاه کار دیدن فرمایید

    دیدگاه

      #3
      پاسخ : کاهش نویز در PCB

      معرفی کتاب ( هر از چند گاهی بروز می شود )
      [tt]کتاب های زیر را در همین راستا پیشنهاد میدم:
      [/tt]
      1- کتاب تکنیک های کاهش نویز در مدارات الکترونیک،هنری دبلیو. آت، انتشارات دیبا گران
      2-کتاب طراحی برد های پیشرفته ی کاوه فارغی
      3- Linear Circuit Design Handbook By Analog Devices Inc
      4- EMC and the printed circuit board By Mark I. Montrose
      5- Printed Circuit Board Design Techniques for EMC Compliance By Mark I. Montrose
      6- کتاب نویز، دکتر علیرضا رضایی، انتشارات چرتکه
      7- Noise Reduction Techniques in Electronic Systems
      8- ؟


      از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
      • تشکرها 5

      دیدگاه

        #4
        پاسخ : کاهش نویز در PCB

        تنظیم Stackup
        در PCB تنظیم Stackup بسیار مهم است و می تواند برد مدار چاپی را در مقابل بدترین نویز ها ایمن کند. به دلیل اینکه هر مسیر یک سیم پیچ است و سیم پیچ ها طبق قانون دست راست دارای میدان مغناطیسی هستند، بر روی هر تاثیر می گذارند. تاثیر نویز در برد مدار چاپی می تواند به سه شکل باشد:
        1) خود مسیر های برد بر روی هم تاثیر بگذارند (با Polygon شدن برد این تاثیر حذف می شود)
        2) مسیر های برد ایجاد تشعشع کنند (طبق تعریف، جریان همیشه در یک مسیر بسته شارش پیدا می کند و لذا مسیر های برد نیز باید بسته باشند. یعنی اگر از یک مسیر جریان عبور می کند، باید کنار آن مسیر یک مسیر GND وجود داشته باشد تا جریان برگشتی را هدایت کند. در صورت عدم وجود این مسیر، برد تشعشع ایجاد می کند. می توان بجای این مسیر GND از یک لایه Polygon نیز استفاده نمود و به آن زمین گسترده هم می گویند)
        3) نویز از خارج بر روی برد تاثیر بگذارد (برای کاهش این تاثیر از Polygon و Power Sandwitch استفاده می شود)
        ساده ترین برد مدار چاپی بردی است که یک رو مس داشته باشد. این برد بسیار ارزان است و بدی آن این است که اگر تعداد مسیر ها در آن زیاد شود، هر مسیر به روی مسیر دیگر اثر خواهد گذاشت و در فرکانس های بالا برد کار نمی کند. در برد دو لایه (دو طرف مس) می توان با قرار دادن Polygon که به زمین وصل است در یک طرف برد و رسم مسیر ها در طرف دیگر از شدت نویز کاست. زیرا جریان برگشتی مسیر ها از طریق لایه ی زمین گستره یا همان Polygon دفع می شود و نویز تولید نمی شود. اما گاهی اوقات وجود قطعات SMD و BGA در برد مدار چاپی باعث می شود که نتوان برد را دو رو رسم نمود و برای رسم برد باید یک برد چند لایه طراحی کرد. (حتی گاهی اوقات در برد دو لایه به دلیل زیاد بودن مسیر ها مجبور می شویم تا لایه ی Polygon را کوچک کنیم که این موضوع نویز پذیری را افزایش می دهد).
        لایه ها در مدار چاپی به صورت زوج می باشند. مثلا 2 لایه، 4 لایه، 6 لایه و…. زیرا باید تقارن برد حفظ شود و عدم تقارن برد، در هنگام ساخت برد باعث خم شدن یا عدم توزیع یکنواخت وزن در برد می شود.

        منبع: http://www.lpcarm.ir

        از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
        • تشکرها 8

        دیدگاه

          #5
          پاسخ : کاهش نویز در PCB

          معرفی سایت (هر از چند گاهی بروز می شود)
          1- http://learnemc.com
          2- http://www.radio-electronics.com
          3- http://www.radioing.com
          4- http://www.fordemc.com
          5- http://iconnect007.uberflip.com/i/525318-pcbd-june2015
          6- ؟


          از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
          • تشکرها 4

          دیدگاه

            #6
            پاسخ : کاهش انواع نویز در PCB

            (قسمت اول) روش های مختلفی برای کاهش اثر نویز در مدارهای الکتریکی وجود دارد . در این مقاله تعدادی از این روش ها را به اجمال بررسی می کنیم و تحقیق بیشتر و دقیق تر را به خواننده وامی گذاریم.

            1-زمین کردن صحیح
            همانطور که می دانید کابل های استاندارد تغذیه سه سیم دارند : فاز ، نول ، و سیم زمین . سیم زمین معمولاً به ((چاه زمین )) ساختمان متصل می شود و در پتانسیل زمین قرار دارد . معمولاً بدنه دستگاه های الکتریکی به سیم متصل می شوند تا از حوادثی مانند برق گرفتگی جلوگیری شود.
            برخی از نکات مهمی که در طراحی زمین سیستم های الکترونیکی وجود دارد در ادامه بیان می شود.

            1-1-کاهش امپدانس مشترک
            هنگام طراحی مدار ، می توان به دو صورت قسمت های مختلف را به زمین متصل کرد. در نگاه اول ممکن است تفاوتی بین این دو روش مشاهده نشود اما از آنجایی که هادی های به کار رفته برای اتصال زمین ، هادی کامل نیستند ، امپدانسی بین هر قسمت مدار و زمین وجود دارد . می توان دید که در اتصال سری زمین ، یک امپدانس مشترک بین گروه های زمین مدار وجود دارد . بنابراین تغیرات سریع جریان تغذیه در مدارهای 1و 2باعث تغییر پتانسیل زمین مدار 3می شود و بدین ترتیب می توانند در مدار 3ایجاد تداخل کنند. اما اگر قسمت های مختلف مدار را به صورت موازی زمین کنیم ، این مشکل برطرف می شود.

            2-1-اجتناب از حلقه زمین
            نکته دیگر در طراحی زمین مدار ،جلوگیری از به وجود آمدن حلقه های زمین است . اگر در مدار حلقه زمین تشکیل شود ، در این حلقه بر اثر میدان های الکترو مغتاطیسی مزاحم ، نویز القا می شود. روش های زیر برای قطع حلقه زمین پیشنهاد می شود:
            1-می توانید برای از بین بردن کوپلاژ الکتریکی در مدار از ترانس استفاده کنید.
            2-می توانید کوپلاژ الکتریکی را با کوپلاژ نوری جایگزین کنید . این روش به علت خطی نبودن برای مدارهای دیجیتال مناسب است
            3-می توانید از تقویت کننده تفاضلی یا شبه تفاضلی در مدار استفاده کنید.
            در این صورت نویز که روی هر دو ورودی تقویت کننده وجود دارد به شدت تضعیف می شود و می توان گیرنده را floatبه حساب آورد. با کمی دقت می توان دید که بهره مدار برای سیگنال Vsبرابر +R2/R1 1و برای ولتاژ مشترک نویز 1است.

            3-1-متعادل کردنBalancing
            در شرایطی که بتوان از دو منبع سیگنال در مدار استفاده کرد ، می توان با متعادل کردن مصرف کننده ، اثر نویز مشترک را حذف کرد. نویز القا شده روی دو هادی در کل یکدیگر را خنثی می کنند.
            5-استفاده از زمین هیبرید : در این سیستم بدنه دستگاه در فرکانس 51هرتز به زمین متصل شده است ، اما برای فرکانس های بالاتر حلقه زمین وجود ندارد.
            6-با استفاده از چوک طولی (بالون) : استفاده از یک چوک باعث می شود که سیگنال های دیفرانسیلی به خوبی عبور کنند و سیگنال های مشترک به شدت تضعیف شوند . استفاده از این روش برای فرکانس های بیشتر از 11مگاهرتز به علت خاصیت خازنی سیم پیچ ها مطلوب نیست.
            7-استفاده از آی سی های تقویت کننده های جداساز : این آی سی ها گران قیمت که پهنای باندی در حدود 61کیلوهرتز دارند ، می توانند به خوبی برای جدا کردن دو قسمت مدار به کار روند.

            ادامه دارد . . .

            منبع: www.Belec.ir گروه مهندسی برهان الکترونیک 4



            از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
            • تشکرها 8

            دیدگاه

              #7
              پاسخ : کاهش انواع نویز در PCB (این صفحه بروز می شود)

              (قسمت دوم) روش های مختلفی برای کاهش اثر نویز در مدارهای الکتریکی وجود دارد . در این مقاله تعدادی از این روش ها را به اجمال بررسی می کنیم و تحقیق بیشتر و دقیق تر را به خواننده وامی گذاریم.

              2- استفاده از حفاظ (شیلد)
              یکی از روش های جلوگیری از تداخل در مدارها استفاده از حفاظ است . برای مشاهده روش های به کار بردن حفاظ ، ابتدا کوپلاژهای خازنی و سلفی در مدار را بررسی می کنیم.

              2-1 کوپلاژ خازنی
              از آنجا که بین هر دو هادی نزدیک به هم کوپلاژ خازنی وجود دارد تغییرات ولتاژ در یکی ، روی هادی دیگر تاثیر می گذارد. همانطور که مشاهده می شود بین هر دو سیم مجاور و هر سیم و زمین ، کوپلاژ خازنی وجود دارد . این کوپلاژ در مورد اول باعث ایجاد همشنوی می شود . بدون بررسی دقیق می توان گفت که با افزایش ارتفاع سیم ها از سطح زمین ، افزایش امپدانس سیم دوم ، افزایش طول سیم ها و افزایش فرکانس Xcapافزایش پیدا می کند و با افزایش فاصله دو سیم Xcapکاهش پیدا می کند.

              8-در طراحی PCBخط هایی را که تغیرات سریع دارند (مانند ساعت مدار) دور از خطوط حساس مدار (مانند قسمت های حساس آنالوگ ، Resetیا ) (I/Oقرار دهید.
              9-در طراحی PCBدر طرفین خطوطی که تغیرات سریع دارند از خطوط زمین استفاده کنید . این خطوط مانند حفاظ عمل می کنند و باعث کاهش اثر روی قسمت های دیگر مدار می شوند.
              10-طول خطوط سیگنال بین گیت ها را حداکثر 15الی 25سانتی متر انتخاب کنید . اگر از صفحه زمین استفاده می کنید طول این خطوط را می توانید حداکثر تا 51سانتی متر انتخاب کنید.
              11-اگر امپدانس ورودی گیت های و امپدانس مشخصه هادی در مدارهای دیجیتال یکی باشند ، موج برگشتی نخواهیم داشت و ولتاژ اعمال شده به سرعت پایدار خواهد شد . بنابراین پیشنهاد می شود که امپدانس ورودی گیت ها را با استفاده از موارد زیر تصحیح کنید (به این کار پایاندهی 4خطوط دیجیتال می گویند) . تذکر این نکته لازم است که امپدانس مشخصه خطوط PCBحدود 111است.
              12-هنگام بستن مدارهای Wire Wrapاز بردهایی استفاده کنید که دارای صفحه زمین اند . اگر چنین بردهایی را در اختیار ندارید ، از خطوط متعدد زمین استفاده کنید. با توجه به طبیعت خاص مدارهای دیجیتال بهتر است بدون توجه به ایجاد حلقه زمین ، شبکه ای از خطوط زمین در سطح مدار ایجاد کنید . ایجاد نوارهای پهن زمین (بوسیله سیم های متعدد) نیز می توان مفید باشد.
              13-هنگام بستن سیم ها در مدارهای ، Wire Wrapابتدا طولانی ترین سیم ها را ببندید . به این وسیله طولانی ترین سیم ها به صفحه زمین نزدیک تر خواهند بود.
              14-به فکر زیبا شدن مدار نباشد و همیشه از کوتاه ترین مسیر برای سیم بندی استفاده کنید.
              15-کنار سیم هایی که تغییرات سریع دارند (مانند ساعت ) سیم های زمین قرار دهید.
              16-برای سیم های رفت و برگشت سیگنال ، از سیم های Twisted Pairاستفاده کنید.
              17-به ازای هر 1متر موازی بودن با سیم تغذیه ، سیم های سیگنال معمولی باید 2/5سانتی متر و سیم های سیگنال حساس باید 25 سانتی متر فاصله داشته باشند.

              ادامه دارد...
              منبع: گروه مهندسی برهان الکترونیک



              از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
              • تشکرها 3

              دیدگاه

                #8
                پاسخ : کاهش انواع نویز در PCB (این صفحه بروز می شود)

                (قسمت سوم) روش های مختلفی برای کاهش اثر نویز در مدارهای الکتریکی وجود دارد . در این مقاله تعدادی از این روش ها را به اجمال بررسی می کنیم و تحقیق بیشتر و دقیق تر را به خواننده وامی گذاریم.

                - تاثیر حفاظ روی کوپلاژ خازنی
                حفاظ باعث بسته شدن جریان نویز و هدایت آن به سمت زمین می شود.
                18- حفاظ را به خوبی زمین کنید . سعی کنید مقدار سیم خارج از حفاظ به حداقل برسد.
                19- زمین کردن حفاظ باید در یک نقطه انجام شود تا حلقه زمین ایجاد نشود ، اما در فرکانس های بالاتر از 1مگاهرتز یا در کابل هایی که طول شان بزرگتر از 21است را در دو طرف ، زمین می کنیم و اگر طول کابل خیلی زیاد باشد در هر 21حفاظ را زمین می کنیم.
                20- توجه کنید که جریان نویز منبع تداخلی از راه حفاظ به زمین می رود . بنابراین حفاظ را مسیر عبور جریان سیگنال نکنید . مثلا زمین کردن حفاظ در نقطه Aباعث عبور جریان نویز از سیم های سیگنال می شود و بهتر است حفاظ در نقطه Bزمین شود.
                21- اگر منبع سیگنال floatاست و بار زمین شده است ، حفاظ را در طرف بار زمین کنید ، و اگر منبع سیگنال زمین شده است و بار floatاست حفاظ را در طرف منبع زمین کنید.
                22- یکی دیگر از مواردی که ممکن است حفاظ ، مسیر عبور جریان شود. وقتی فرکانس از چند کیلوهرتز بالاتر رود به علت القای متقابل بین حفاظ و سیم حامل جریان ، جریان سیگنال از حفاظ عبور خواهد کرد . بنابراین باید از به کار بردن این ترکیب ها اجتناب کنید.

                2-2 کوپلاژ سلفی (مغناطیسی)
                هر دو سیم مجاور به علت القای متقابل ممکن است در یکدیگر ایجاد تداخل کنند . امپدانس کوپلاژ بین دو سیم با افزایش فرکانس یا ارتفاع
                از سطح زمین یا طول دو سیم افزایش می یابد و با افزایش فاصله دو سیم و امپدانس سیم ، کاهش پیدا میکند. با توجه به ماهیت مغناطیسی این کوپلا ، حفاظ روی آن تاثیری ندارد.
                23- برای کاهش کوپلاژ مغناطیسی سعی کنید سطح حلقه های مدار را کاهش دهید.
                24- برای مقابله با کوپلاژ مغناطیسی و الکتریکی می توان از کابل های ) Twinax (Shielded Twisted Pairاستفاده کرد.کابل های Triaxنیز برای این کار مناسب اند.
                25- زمین کردن مدار از یک طرف ، اهمیت بسیار دارد ، زیرا کوپلاژ مغناطیسی به سطح حلقه حساس است بنابراین برای کاهش کوپلاژ مغناطیسی از روشهای قطع حلقه استفاده کنید.
                26- هنگام استفاده از کابل های تخت 6بین هر دو سیم سیگنال از یک سیم زمین استفاده کنید . اگر لازم است چند کابل تخت روی هم قرار داده شوند ، حتما از یک فاصله گذار 7بین آنها استفاده کنید ، زیرا در این حالت ، زمین های متعدد کمکی به کاهش همشنوی 8نمی کنند .
                27- برای حفاظ ، در مجموع فولاد (به شرط اینکه ضخامتش بیشتر از 1میلی متر باشد) مناسب تر از مس یا آلومینیوم است . برای مقابله با میدان مغناطیسی فرکانس پایین از موادی با پایین تر (فولاد یا آلیاژ نیکل ، مومتال و پرمالوی) استفاده کنید . برای مقابله با میدان های فرکانس بالا (بیشتر از چند صد کیلوهرتز) از مس یا آلومینیوم استفاده کنید . در مواردی که شدت میدان مغناطیسی خیلی زیاد است از حفاظ چند لایه استفاده کنید.
                28- سعی کنید حفاظ هیچ منفذی به خارج نداشته باشد ، زیرا در غیر این صورت کارایی آن افت می کند . در شرایطی که واقعا نیاز به منفذ دارید ، (مثلا برای عبور سیم از جعبه کامپیوتر) سعی کنید سطح تماس درزها را بیشتر کنید تا میدان مغناطیسی نفوذ کمتری به داخل داشته باشد . همچنین قسمت های منتشر کننده یا جذب کننده نویز را دور از منافذ قرار دهید.
                29- برای آب بندی کردن منافذ از Gasketاستفاده کنید . Gasketمانند واشر راه نفوذ میدان مغناطیسی را می بندد (چه به سمت داخل و چه به سمت خارج(
                30- اگر لازم است سیمی از حفاظ عبور کند ، باید حتماً آن را از فبلتر عبور دهید.

                ادامه دارد...
                منبع: www.Belec.irگروه مهندسی برهان الکترونیک



                از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
                • تشکرها 6

                دیدگاه

                  #9
                  پاسخ : کاهش انواع نویز در PCB (این صفحه بروز می شود)

                  مروری بر پیدایش بردهای مدار چاپی

                  امروزه بردهای مدار چاپی PCB آنقدر به طور گسترده بکار گرفته می شوند که هر گونه ساخت و مونتاژ تجهیزات برقی و الکترونیکی بدون آن ها تقریبا غیر ممکن و غیر قابل تصور است اما تاریخ توسعه و تکامل بردهای مدار چاپی PCBخیلی کهن نیست و استفاده تجاری از آن ها به دهه 1۵01میلادی باز می گردد ،
                  اگرچه اندیشه آن از حدود پنجاه سال پیش تر شکل گرفته بود. پیش از آنکه این اندیشه شکل بگیرد ؛ لازم بوده است که برخی پیشرفت ها و فن آوری ها ؛ که می توانند زمینه ساز آن باشند تکامل یافته و به دنیای دانش و تکنولوژی شناسانده شده باشند . بردهای مدار چاپی ) (PCBدر واقع تکامل یافته سیستم های اتصال الکتریکی است که در سال 1۵01توسعه یافته بود . در این سیستم ها از نوارها یا میله های فلزی برای اتصال قطعات بزرگ الکتریکی که خود بر روی پایه های چوبی نصب شده بودند ؛ استفاده می شد . با گذشت زمان نوارهای فلزی بوسیله سیم هایی که به پیچ های ترمینال ها متصل بودند جایگزین شدند و پایه های چوبی با شاسی های فلزی جایگزین گردیدند . در سال 1۵02هنگامی که در انگلستان W.H.F. Talbotیک فرآیند فتواچینگ را که بر روی مس قابل بکارگیری بود ، به ثبت رسانید ، بردهای مداری و میکرومداری از رویا و آرزو خارج شدند . در عین حال فرآیند بکار گرفته شده ؛ شامل بکارگیری نخستین فتورزیست هایی بود که ساخته شده بودند . طی سال های بعد پیشرفت هایی در زمینه های مختلف از قبیل توسعه و بهبود انواع فتورزیست ها و هم چنین فرآیندهای آبکاری فلزات و به ویژه آبکاری
                  سطوح غیر فلزی حاصل گردید. در آن سال ها برای ساخت تجهیزات برقی بدون استفاده از بردهای مدار چاپی PCB؛ روش اتصال مستقیم قطعات را به یکدیگر به کار می گرفتند .در این روش . همواره معایب زیر با تجهیزات ساخته شده همراه بود.
                  1- هر سیستم مونتاژ شده با دیگر سیستم ها متفاوت بود . ( نبود تکرار پذیری در تولید)
                  2- کار مونتاژ نیازمند حضور افراد توانا و با تجربه بود.
                  3- تعمیرمشکل بود و برای پیداکردن قطعه معیوب ؛ سیم ها و اتصالات نیز درمنطقه معیوب باید به دقت و همزمان کنترل می شد .
                  4- نقشه ای معتبر که محل قطعات را نشان بدهد وجود نداشت.
                  5- مقاومت در برابر ارتعاشات و تکان ها پائین بود و قطعات از محل خود جابجا می شدند و امکان اتصال کوتاه وجود داشت .
                  6- هم شنوایی و مسائل مشابه قابل حل کردن نبود . زیرا محل قطعات تغییر می کرد.
                  7- تولید انبوه غیر ممکن بود .
                  اولین قدم برای حل این قبیل مسائل انتقال قطعات مونتاژ شده به درون یک چارچوب و نمایش ترسیمی مکان دقیق هر قطعه بود . برای سال ها متمادی و حتی در طول سال های جنگ جهانی دوم و پس از آن روشی که تکنیک اتصال نقطه به نقطه خوانده می شد به طور گسترده ای به خدمت گرفته شد که واجد برخی مزایای
                  اساسی بردهای مدار چاپی PCBبود . یکی از دوستان توماس ادیسون به نام Frank Spragueکه بنیان گزار Sprague Electricبود ؛ در سال 1۵14وقتی که هنوز درس می خواند ؛ فکر حذف اتصال نقطه به نقطه را با توماس ادیسون در میان گذاشته بود . توماس ادیسون که اولین حباب لامپ الکتریکی خود را به بازار عرضه کرده بود ؛ روی این مشکل کار کرد و در پاسخ به دوستش چند ایده را مطرح کرد . )1بکارگیری انتخابی نوعی چسب ( پلیمر ) همراه با پودر گرافیت و یا پودر فلزی نظیر پودر برنز . )2پیاده کردن طرح هادی بر روی یک دی الکتریک با نیترات نقره و سپس احیا آن به نقره فلزی . )3بکارگیری ورقه نازک طلا و چسباندن آن بر روی یک پایه مطابق طرح هادی.



                  اگرچه ادیسون در تذکرات کوتاه خود از چاپ یادی نمی کند اما دست کم دو طرح اول او بسادگی با فرآیندهای متعدد ساخت مدار چاپی ) (PCBکه امروزه هم استفاده می شود ؛ همخوانی دارد . روش اول که مبتنی بر بکارگیری یک پلیمر همراه با ذرات هادی است ، پایه ای برای فن آوری امروزی Thick Filmاست
                  و نظریه دوم او همان آبکاری الکترولس است . شاید اگر ادیسون بر روی این مشکل کار کرده بود ؛ آبکاری مس و ترسیب در خلا را که پیشتر به ثبت رسانیده بود را بکار می گرفت. اما شهرت توماس ادیسون مانع از آن نیست که نظریه بسیار جالب توجه آلبرت هانسون برلینی که در لندن سکنی گزیده بود و در سال 1۵13آن را به صورت یک اختراع در انگلستان به ثبت رسانید ؛ در ذکر تاریخچه بردهای مدار چاپی PCBبه فراموشی سپرده شود . اختراع آلبرت هانسون برای رفع نیاز ارتباط های تلفنی بود . فرآیند او اگرچه یک روش مدار چاپی PCBواقعی نبود ؛ اما طرح هادی فلزی را بر روی یک بستر غیر هادی ایجاد می کرد . در روش او ورق های نازک فلزی ابتدا مطابق طرح هادی برش خورده و سپس بر روی کاغذهای پارافینی یا نظایر آن چسبانده می شد . تصویر زیر از متن اصلی سند ثبت اختراع او گرفته شده
                  است.



                  هانسون برخی نوآوری ها را نیز اضافه می کند که می تواند به عنوان اصول مدرن ساخت مدارهای چاپی در نظر گرفته شود . این مخترع تشخیص داده بود که تراکم مداری خیلی مهم است و از اینرو مدارهای خود را با هادی هایی در دو طرف طراحی کرده بود که در شکل زیر ) ( Figure 2دیده می شود . او همچنین می
                  دانست که ارتباط بین لایه ای چقدر می تواند حیاتی باشد و لذا سوراخ های دستیابی بین لایه ای و عبور از سطح بالا به پائین هادی ها به صورت انتخابی را اضافه کرده بود . اگرچه این اتصالات خام و ابتدایی بنظرمی رسند اما اختراع وی در سال 1۵13بوضوح توصیفی از مدارهای دوطرفه متالیزه بود . آلبرت هانسون همچنین
                  بیان داشت که هادی ها می تواند در محل خود از طریق آبکاری الکتریکی و یا بکارگیری پودر فلزی در یک حامل مناسب ( مرکب هادی ) تشکیل شود . این که در نخستین ثبت اختراع مدار چاپی PCB؛ چنین نظریه هایی که می تواند مدرن در نظر گرفته شود؛ آمده ؛ جالب توجه است.



                  نظریه های متعددی در طول دهه های بعدی همچنان که دانش الکترونیک گسترش می یافت ؛ با سرعت هیجان برانگیزی پدیدار شد . رادیو خیلی زود به مهم ترین پیش برنده مدار چاپی PCBبدل گشت. بی سیم توجه جهانی را به خود جلب کرده بود . اولین ایستگاه عمومی رادیو ( KQW – San Joseکالیفرنیا ) در سال
                  1۵12شروع به کار کرده بود و در اواخر دهه دوم قرن بیستم ؛ رادیو به اغلب کشورهای بزرگ دنیا معرفی شده بود . کشتی ها سیستم رادیویی مارکونی را با خود حمل می کردند و بی سیم درکار نجات زندگی انسان ها کارآمدی خود را نشان داده بود . خیلی زود مطابق پیش بینی David Sarnoffکه NBCو RCAرا هدایت می کرد ، رادیو در هر خانواده ای حضور یافت . پیشتازان الکترونیک برای تولید انبوه مدارهای چاپی بازار بزرگی را می توانستند پیش رو ببینند و مخترعین با قدرت برای پاسخ گویی به این نیاز ؛ فعال بودند .

                  ادامه دارد . . .



                  از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
                  • تشکرها 6

                  دیدگاه

                    #10
                    پاسخ : راهکار های کاهش نویز در طراحی PCB

                    (قسمت چهارم) روش های مختلفی برای کاهش اثر نویز در مدارهای الکتریکی وجود دارد . در این مقاله تعدادی از این روش ها را به اجمال بررسی می کنیم و تحقیق بیشتر و دقیق تر را به خواننده وامی گذاریم.

                    3- کاهش امپدانس سیستم توزیع تغذیه زمین
                    یکی از نکات مهم در طراحی مدار کاهش امپدانس مشخصه سیستم توزیع تغذیه زمین است . برای این کار باید ملاحظات زیادی در طراحی مدارها به ویژه PCBدر نظر گرفته شود . به عنوان مقدمه امپدانس مشخصه چند سیستم را بررسی می کنیم. با توجه به مطالب ذکر شده برای ساخت PCBتوصیه هایی وجود دارد:
                    31- یک خط مسی به ضخامت 1میلی متر روی PCBحدودا m /cm 5مقاومت ، pf/cm 1ظرفیت خازنی ، و nH/cm 7ضریب سلفی دارد . بنابراین تا جایی که ممکن است از طول خطوط PCBکم کنید و عرض آنها را بزرگ انتخاب کنید . یک طراحی خوب برای PCBباید فقط جاهای لازم را از مس پاک کند و جای خالی بدون مس بی استفاده نداشته باشد.
                    32- پهنای باند فرکانس پالس های دیجیتالی تقریبا هیچ ربطی به فرکانس پالس ندارد ! بلکه زمان خیز پالس است که پهنای باند فرکانس آن را مشخص می کند.
                    بنابراین یک پالس دیجیتال با( tr=3nsمانند گیت های ) ASپهنای باندی در حدود 111مگاهرتز دارد . بنابراین کاهش امپدانس مشخصه در مدارهای دیجیتالی اهمیت زیادی دارد.
                    33- اگر می توانید از برد چند لایه استفاده کنید ، یک لایه کامل را به صفحه زمین و یک لایه را به منبع تغذیه اختصاص دهید
                    34- اگر از برد دو لایه استفاده می کنید ، یک طرف برد را به طور کامل به زمین اختصاص دهید و در طرف دیگر با استفاده از خطوط پهن تغذیه آی سی ها را تغذیه کنید.
                    35- اگر مجبور اید که از برد یک لایه استفاده کنید ، 05تا 05درصد سطح برد را به صفحه زمین اختصاص دهید . اگر این کار برای تان ممکن نیست از شبکه زمین استفاده کنید.
                    36- در بردهای یک رو سعی کنید از خطوط پهن زمین و تغذیه که حتیالامکان به یکدیگر نزدیک باشند استفاده کنید . برای این منظور می توانید مانند از سطح زمین زیر آی سی ها استفاده کنید.
                    37- اصولا برای کاهش اندوکتانس باید در کاهش طول و افزایش عرض مسی ، کم کردن سطح حلقه و استفاده از مسیرهای موازی زمین کوشید.
                    38- در مدارهای دیجیتال حتما از شبکه زمین استفاده کنید . سعی کنید عرض پنجره ها بین 2تا 0سانتی متر باشد و یا به طور ثابت در فاصله بین آی سی ها شبکه زمین ایجاد کنید . سعی کنید خطوط عمودی پنجره ها را از یک سمت برد و خطوط عمودی را از سمت دیگر عبور دهید.
                    39- در طراحی PCBسعی کنید آرایش قسمت های کم فرکانس و با فرکانس متوسط و بالا قسمت فرکانس بالا هر چه بیشتر به صفحه زمین نزدیک باشد.
                    40- قسمت های مختلف مدار را از یکدیگر جدا کنید و سعی کنید جریان قسمت ازمدار (مثلا قسمت دیجیتال) از قسمت های دیگر (مثلا آنالوگ) عبور نکند.

                    4- فیلتر کردن
                    یکی دیگر از روش های کاهش اثر تداخل الکترو مغناطیسی در مدار استفده از فیلتر است . برای فیلتر کردن می توان از مدارهای LCو RC استفاده کرد.
                    هنگام استفاده از مدارهای LCباید توجه داشت که اولا باید خیلی پایین تر از باند عبور مدار متصل به فیلتر باشد و ثانیا بزرگتر از 1/5باشد. نمونه ای از استفاده فیلتر CRCو CLCرا (که بهتر از RCو LCهستند) مشاهده می کنید . وظیفه این فیلترها حذف spikeهای مدارهای دیگر و جلوگیری از خروج spikeهای خود مدار به خارج است. قابل توجه است که فیلتر CLCقدرت بیشتری دارد و علاوه بر آن افت ولتاژ آن کمتر از CRCاست.

                    فیلتر CRC :


                    فیلتر CLC :


                    41- با توجه به اینکه در فرکانس های بالا خازن ها خاصیت سلفی و سلفها خاصیت خازنی پیدا می کنند در انتخاب خازن برای حذف فرکانس های بالا دقت کنید . خازن های میکا ، سرامیک ، و تفلون با توجه به اینکه کیفیت بالا و فرکانس تشدید زیادی دارند برای این منظور مناسب اند.
                    42- هنگام قرار داد خازن باید تا حد امکان پایه آن را کوتاه کرد. از طرفی طول مسیر اتصال خازن به زمین و پایه تغذیه الکتریکی آی سی باید تا حد امکان کوتاه باشد . دقت کنید که به علت وجود فرکانس های بالا در مدار (فرکانسهای تداخلی و فرکانس های تولید شده توسط قسمت های دیجیتال) باید به این توصیه توجه بسیار کرد.
                    43- به محل قرار گرفتن خازن در مدار دقت کنید . مثلا قرار گرفتن بار خازنی در امیتر ترانزیستور باعث می شود که مدار استعداد نوسان پیدا کند.
                    44- سیم هایی را که از فبلتر عبور داده اید از منابع نویز و سایر سیم ها دور نگه دارید . همچنین سیم هایی را که از خارج دستگاه وارد می شوند ، بلافاصله از فبلتر عبور دهید.
                    45- در طراحی PCBبزرگ (که دارای I/Oهستند) سعی کنید صفحه یا نوار زمین را تا کنار رابط I/Oادامه دهید و زمین رابط را مستقیما از همان جا بگیرید.

                    ادامه دارد . . .
                    منبع: گروه مهندسی برهان الکترونیک



                    از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
                    • تشکرها 5

                    دیدگاه

                      #11
                      پاسخ : راهکار های کاهش نویز در طراحی PCB

                      (قسمت پنجم) روش های مختلفی برای کاهش اثر نویز در مدارهای الکتریکی وجود دارد . در این مقاله تعدادی از این روش ها را به اجمال بررسی می کنیم و تحقیق بیشتر و دقیق تر را به خواننده وامی گذاریم.

                      نکاتی درباره انتخاب نوع آی سی های دیجیتال
                      همانطور که گفته شد یکی از عوامل مهم در ایجاد تداخل ، زمان خیز پالس های دیجیتال مدار است . با توجه به اینکه این پارامترها در آی سی های مختلف متفاوت است سعی کنید با توجه به کاربرد خود ، نوع مناسب آی سی دیجیتال را انتخاب کنید که تا حد امکان زمان خیز بزرگ شود.

                      عوامل موثر در حساسیت به نویز در آی سی های دیجیتال عبارتند از:
                      1- سطوح ولتاژ VOHو VIHو VOLو : VILهر چه اختلاف VLو VHبیشتر باشد ، احتمال تاثیر نویز و مخدوش شدن سیگنال های دیجیتالی کمتر می شود . حداقل و حداکثر محدوده VIو VHبه همراه مقدار اسمی آنها برای خانواده های مختلف دیجیتال آورده شده است.
                      2- سرعت گیت : هر چقدر سرعت گیت بیشتر باشد بیشتر به spikeها جواب میدهد . بنابراین اگر واقعا به سرعت زیاد احتیاج ندارید از گیت های کند مانند ) (CMOSاستفاده کنید.
                      3- امپدانس خروجی : هر چقدر امپدانس خروجی گیت بیشتر باشد ایجاد تداخل روی آن بیشتر خواهد شد . بنابراین گیت های ( TTLبا امپدانس خروجی ) 11در این زمینه بهتر از گیت های ( CMOSبا امپدانس خروجی ) 111هستند.

                      46- برای کاربردهای معمولی با سرعت و مصرف توان قابل قبول از گیتهای HCاستفاده کنید . زمان خیز این گیت ها حدود ns 60 است و مصرف انرژی کمی دارند . نوع HCTاین خانواده با TTLنیز سازگار است.

                      >> در مجموع از نظر حساسیت به نویز ، خاواده های دیجیتال به این ترتیب رده بندی می شوند:
                      HSCMOS CMOS[ وECL TTL

                      >> از نظر ایجاد نویز روی تغذیه نیز به این ترتیب رده بندی می شوند:
                      TTL وECL CMOS HSCMOS

                      (اگر بار خازنی قابل صرف نظر باشد )
                      TTL وCMOS ECL HSCMOS

                      47- اگر سرعت خانواده HCTبرایتان مناسب نیست از خانواده ACاستفاده کنید که مصرف توان کمی دارند . خانواده ACTبا TTLنیز سازگار است.
                      48- سعی کنید کمتر از گیت های LS استفاده کنید و به جای آنها از گیت های ALS و یا HCT استفاده کنید.

                      ادامه دارد...
                      منبع: گروه مهندسی برهان الکترونیک



                      از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
                      • تشکرها 5

                      دیدگاه

                        #12
                        پاسخ : راهکار های کاهش نویز در طراحی PCB

                        درود بر شما،

                        فکر می کنم خواندن این دو مطلب برای دوستان مفید باشد:

                        http://etesalkootah.blog.ir/1394/04/29/PCB_Tracks_Width

                        http://etesalkootah.blog.ir/1394/04/27/Earth_Ground_Chassis_Body

                        پیروز باشید

                        دیدگاه

                          #13
                          پاسخ : راهکار های کاهش نویز در طراحی PCB

                          (قسمت آخر) روش های مختلفی برای کاهش اثر نویز در مدارهای الکتریکی وجود دارد . در این مقاله تعدادی از این روش ها را به اجمال بررسی می کنیم و تحقیق بیشتر و دقیق تر را به خواننده وامی گذاریم.

                          دیکوپلینگ مدارهای دیجیتال
                          49- خازن انتخابی برای دکوپلینگ باید با امپدانس کم در محدوده f=1/tتا BW=1/NTباشد . برای خانواده های HCو LSخازن های چند نانوفارادی را انتخاب کنید.
                          50- اگر فقط از خانواده های CMOSاستفاده می کنید ، قرار دادن یک خازن برای کل برد کافی است.
                          51- اگر فقط از خانواده ECLاستفاده می کنید و اگر بار خازنی کم است ، قرار دادن یک خازن برای کل برد کافی است.
                          52- مسیر خطوط تغذیه و زمین را حتی الامکان به صورت نوارهای موازی طراحی کنید که در فواصل معین با خازن مناسب به یکدیگر متصل شده باشند . این خازن ها را از نوع سرامیک کلاس یا سرامیک Block Typeانتخاب کنید.
                          53- برای هر SSI 10از نوع ACTیک خازن یا هر دو تای نزدیک به هم 1نانو فاراد تا 22نانو فاراد استفاده کنید.
                          54- برای هر دو تا پنج SSIاز نوع HCTیک خازن 1نانو فارد تا 22نانو فاراد استفاده کنید.
                          55- برای هر MSI 11یا LSI 12و برای هر Driver / Transceiverخط ، یک خازن 11نانو فاراد تا 111نانو فاراد استفاده کنید.

                          پایان
                          منبع: گروه مهندسی برهان الکترونیک



                          از نمایشگاه کار دیدن فرمایید
                          • تشکرها 3

                          دیدگاه

                            #14
                            پاسخ : راهکار های کاهش نویز در طراحی PCB

                            مروری بر پیدایش بردهای مدار چاپی (قسمت دوم)

                            اصول اولیه ساخت مدارهای الکترونیکی مبتنی بر روش های افزایشی بود و هادی ها بر روی بستری غیر هادی نشانده می شدند . پیش از این فلز بری اسیدی شناخته شده بود و قرن ها بود که از آن استفاده می شد . اما در سال Arthur Berry 1۵13اختراعی به ثبت رسانید و طی آن مدعی روش ساخت مدار با تکنیک فلز بری بود . او فرآیندی را توصیف می کرد که سطح فلزی پیش از فلز بری با یک پوشش مقاوم پوشانیده می شد . Berryبه عنوان نخستین کسی که مدارهای فلزبری شده را توصیف می کند ظاهر گردید . بعدها ( April 1930 ) Littledaleنیز روش مشابهی را بیان کرد و به ثبت رسانید.



                            فتولیتوگرافی در طول روزهای گسترش مدارهای چاپی به خوبی شناخته شده بود اما فرآیندهای کاهشی به آن بی توجه مانده بودند ) . Bassit (1925جزئیات خاصی از فتولیتوگرافی شامل استفاده از نمک های کروم حساس به نور را ارائه کرد . اگرچه ثبت اختراع Bassistبا ساخت صفحات چاپ سروکار داشت ؛ به دلیل نشانیدن الکتریکی مس بر روی صفحات عایق ؛ بسادگی برای مدارسازی قابل تعمیم بود . نخستین گام چشمگیر از سوی چارلز دوکاس بود که برداشته شد . او در تاریخ دوم مارس 1۵20در آمریکا اختراع خود را به ثبت رسانید . دوکاس روشی را برای ایجاد طرح های هادی آبکاری شده بر روی یک بستر غیر هادی پیشنهاد کرد . وی برای ایجاد این طرح هادی از استنسیل و چاپ با یک مرکب هادی استفاده کرده بود و پس از برداشتن استنسیل ، خطوط را تا ضخامت مورد نظر با آبکاری الکتریکی تقویت می کرد . این طرح ها به الگوهای مداری امروزی شباهت قابل ملاحظه ای داشته اند . با این روش نام « برد مدار چاپی » )(PCB متولد می شود . این روش به طرز چشمگیری ساخت وسایل برقی را آسان می نمود . فرآیند ساده ای که به توسط کارگر غیر ماهر نیز انجام شدنی بود.
                            تنها پس از هفده روز Francis T. Harmannفرآیندی را به ثبت رسانید که روش کاهشی ساخت برد مدار چاپی ) (PCBخوانده شد وآن را باید پیشتاز فن آوری مس بری در نظر گرفت.
                            در آوریل 1۵2۱در فرانسه Cesar Pasoliniبرای روش افزایشی ساخت اتصالات الکتریکی اختراعش را ثبت کرد و در استرالیا درسپتامبر 1۵2۵توسط Samule Charles Ryderفرآیندی مربوط به ساخت سیم پیچ های القایی برای استفاده درگیرنده های رادیویی به ثبت رسید. او چاپ یا پاشش مستقیم رنگ هادی بر روی بستر را پیشنهاد کرده بود.
                            سهم عمده برای توسعه فن آوری نوین ساخت بردهای مدار چاپی ) (PCBبوسیله Dr. Pual Eisler – ) 1۵۵0(1907ادا گردید . امروزه او را پدر مدار چاپی ) (PCBمی شناسند .وی یک اتریشی ساکن انگلستان بود و آنچه را که احتمالا قدیمی ترین برد مدار چاپی ) (PCBاست ، به صورتی که ما می شناسیم ؛ به عنوان بخشی از یک رادیو ساخت . این رادیو اولین وسیله ای است که با استفاده از یک بردمدار چاپی ) (PCBکار کرده است و فن آوری آن به وسیله Pual Eislerاختراع شده است .در روش وی پوششی مقاوم به شکل طرح مداری بر روی سطح مسی چاپ می شد و بخش های نپوشیده با مس بری حذف می گردید.



                            ادامه دارد . . .



                            از نمایشگاه کار دیدن فرمایید

                            دیدگاه

                              #15
                              پاسخ : راهکار های کاهش نویز در طراحی PCB

                              کسی هست برامون توضیح بده این مدار دقیقا چه رابطه ای با نویز داره؟





                              از نمایشگاه کار دیدن فرمایید

                              دیدگاه

                              قبلی 1 2 3 4 template بعدی
                              لطفا صبر کنید...
                              X