Có nên sử dụng vỏ bọc tránh nhiễu cho mạch điện tử?
Việc thiết kế mạch in PCB đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu năng và độ tin cậy của thiết bị điện tử. Khi công nghệ tiến bộ, nhu cầu về truyền dữ liệu tốc độ cao và độ phức tạp điện tử ngày càng tăng. Để vượt qua những thách thức này, các chuyên gia thiết kế bắt đầu sử dụng kỹ thuật che chắn chống nhiễu một cách hiệu quả. Hình 1 là ví dụ cụ thể việc che chắn trong thiết bị điện thoại di động.
Trong khuôn khổ bài viết ngắn này, hãy cùng Điện tử Hatakey.com.vn làm rõ tầm quan trọng của việc che chắn, lợi ích, phân loại và các biện pháp thực hiện tốt nhất.
Ý nghĩa của việc che chắn:
Trong thế giới điện tử hiện đại và phức tạp, tín hiệu dễ bị nhiễu từ nhiều nguồn khác nhau, ví dụ như: Bức xạ điện từ hay nhiễu từ các thành phần lân cận. Che chắn là sử dụng vật liệu dẫn điện bao bọc các linh kiện, các vùng nhạy cảm để ngăn chặn và bảo vệ tránh bị tác động của nhiễu không mong muốn. Mục tiêu chính của việc che chắn là duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu, giảm can nhiễu điện từ (EMI) và tăng cường độ tin cậy của hệ thống điện tử.
Lợi ích của việc che chắn chống nhiễu trong thiết kế PCB:
1. Giảm nhiễu điện tử (EMI)
Việc che chắn giúp ngăn bức xạ điện từ thoát ra từ PCB, giảm nguy cơ gây nhiễu cho các linh kiện, khu vực lân cận hoặc các thiết bị bên ngoài. Điều này là đặc biệt quan trọng vì EMI có thể làm giảm chất lượng tín hiệu và làm gián đoạn hiệu suất hệ thống.
2. Bảo toàn tín hiệu:
Tín hiệu số tốc càng cao thì càng dẽ bị ảnh hưởng do can nhiễu. Do vậy, việc che chắn giúp bảo toàn tín hiệu bằng cách giảm thiểu tác động của các yếu tố bên ngoài, đảm bảo tín hiệu đến đích với độ méo tối thiểu. Hình 2 thể hiện việc giải mã tín hiệu thu được, qua đó đánh giá tính nguyên vẹn của tín hiệu.
3. Tuân thủ các tiêu chuẩn quy định:
Nhiều ngành công nghiệp có các quy định nghiêm ngặt về phát xạ điện từ. Việc che chắn tốt sẽ đảm bảo thiết bị điện tử tuân thủ các tiêu chuẩn này, ngăn ngừa nhiễu với các hệ thống điện tử khác và duy trì mức độ tương thích điện từ cao (EMC).
Các loại vỏ che chắn trong thiết kế mạch:
1. Lá kim loại che chắn Điện từ
Sử dụng những vật liệu như lá kim loại hoặc sơn tĩnh điện để tạo ra rào cản hấp thụ hoặc phản xạ bức xạ điện từ. Trong hình 3 mô tả là thiết kế đang sử dụng lá đồng mỏng có mạ chống oxi hóa để bao bọc xung quanh khu vực cần che chắn, chống nhiễu.
2. Sử dụng vỏ dẫn điện để chống nhiễu:
Sử dụng vỏ dẫn điện (hình 4) để bao bọc các thành phần nhạy cảm qua đó giúp hạn chế phát xạ điện từ. Kỹ thuật này đặc biệt hiệu quả trong các ứng dụng cần che chắn cục bộ, điện tử tương tự nhạy cảm hay mô đun cao tần.
3. Thiết kế mặt phẳng nối đất
Kỹ sữ vẽ thêm vùng nối đất (Xem hình 5) hoạt động như một hình thức che chắn ở bên dưới hoặc bao quanh đường tín hiệu. Mặt phẳng đất được thiết kế tốt giúp hấp thụ và phân tán năng lượng điện từ qua đó làm giảm nguy cơ nhiễu xuyên.
Những chú ý khi triển khai che chắn chống nhiễu trong thiết kế:
- Định hướng: Xác định các khối, khu vực, thành phần quan trọng cần được che chắn để lập kế hoạch che chắn phù hợp.
- chọn vật liệu: Chọn vật liệu che chắn phù hợp dựa trên yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Một số yếu tố cần được xem xét như: độ dẫn điện, độ bền, thiết kế có thẩm mỹ cao, quy trình lắp rắp sản xuất chính xác và gọn.
- Đảm bảo nối đất đúng: Đảm bảo nối đất đúng cách cho tấm chắn để tiêu tán năng lượng điện từ hiệu quả. Cấu trúc nối được thiết kế tốt sẽ tăng cường hiệu quả che chắn và hiệu suất chung của hệ thống.
- Kiểm thử: Tiến hành thử nghiệm kỹ lưỡng để xác nhận hiệu quả của việc triển khai che chắn. Điều này có thể bao gồm thử nghiệm khả năng tương thích điện từ EMC để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn quy định.
Kết luận:
Che chắn là một khía cạnh cơ bản của thiết kế PCB hiện đại, giải quyết những thách thức do sự phức tạp ngày càng tăng của điện tử và truyền dữ liệu tốc độ cao. Bằng cách triển khai các kỹ thuật che chắn hiệu quả, các kỹ sư có thể đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu, giảm thiểu nhiễu điện từ và đáp ứng các tiêu chuẩn quy định về khả năng tương thích điện từ. Khi các thiết bị điện tử tiếp tục phát triển, vai trò của che chắn trong thiết kế PCB ngày càng trở nên quan trọng đối với sự thành công và độ tin cậy của các hệ thống điện tử.
Hiện nay, Điện tử Hatakey.com.vn chuyên cung cấp các loại vỏ kim loại che chắn điện từ với nhiều kích thước khác nhau, đáp ứng nhu cầu của khách hàng.