У дызайне ЭМС Друкаваная плата, першая праблема – гэта настройка пласта; Пласты платы складаюцца з блока харчавання, зазямлення і сігнальнага пласта. In EMC design of products, besides the selection of components and circuit design, good PCB design is also a very important factor.

The key to the EMC design of PCB is to minimize the backflow area and make the backflow path flow in the direction we designed. The layer design is the basis of PCB, how to do a good job of PCB layer design to make THE EMC effect of PCB optimal?

I. Дызайнерскія ідэі пласта друкаванай платы

The core of PCB laminated EMC planning and design is to reasonably plan signal backflow path to minimize the backflow area of signal from the board mirror layer, so as to eliminate or minimize magnetic flux.

Single board mirroring layer

Люстраны пласт-гэта поўны пласт плоскага пласта з пакрыццём медзі (пласт харчавання, пласт зазямлення), які прымыкае да пласта сігналу ўнутры друкаванай платы. Асноўныя функцыі:

(1) Паменшыць шум зваротнага патоку: люстраны пласт можа забяспечыць нізкі імпедансны шлях для зваротнага патоку пласта сігналу, асабліва пры вялікім патоку току ў сістэме размеркавання магутнасці, роля люстранога пласта больш відавочная.

(2) Зніжэнне ЭМП: наяўнасць люстранога пласта памяншае плошчу замкнёнага контуру, утворанага сігналам і рэфлюксам, і памяншае ЭМП;

(3) reduce crosstalk: help to control the crosstalk problem between signal lines in high-speed digital circuit, change the height of the signal line from the mirror layer, you can control the crosstalk between signal lines, the smaller the height, the smaller the crosstalk;

(4) Impedance control to prevent signal reflection.

Selection of mirror layer

(1) І блок харчавання, і плоскасць зазямлення могуць выкарыстоўвацца ў якасці апорнай плоскасці і аказваць пэўны экраніруючы эфект на ўнутраную праводку;

(2) Relatively speaking, the power plane has a high characteristic impedance, and there is a large potential difference with the reference level, and the high-frequency interference on the power plane is relatively large;

(3) From the perspective of shielding, the ground plane is generally grounded and used as the reference point of the reference level, and its shielding effect is far better than that of the power plane;

(4) Пры выбары апорнай плоскасці варта аддаць перавагу плоскасці зямлі, а другім – плоскасць магутнасці

Two, magnetic flux cancellation principle

According to Maxwell’s equations, all electrical and magnetic action between separate charged bodies or currents is transmitted through the intermediate region between them, whether it is a vacuum or solid matter. In a PCB, the flux is always propagated in the transmission line. If the rf backflow path is parallel to the corresponding signal path, the flux on the backflow path is in the opposite direction to that on the signal path, then they are superimposed on each other, and the effect of flux cancellation is obtained.

Прырода адмены магнітнага патоку

The essence of flux cancellation is the control of signal backflow path, as shown in the following diagram:

The right hand rule explains the magnetic flux cancellation effect

How to use the right hand rule to explain the magnetic flux cancellation effect when the signal layer is adjacent to the stratum is explained as follows:

(1) When a current flows through the wire, a magnetic field will be generated around the wire, and the direction of the magnetic field is determined by the right hand rule.

(2) калі ёсць два блізка адзін да аднаго і паралельна проваду, як паказана на малюнку ніжэй, адзін з праваднікоў электрычнасці выцякае, а другі – праваднік электрычнасці, калі электрычны ток працякае праз провад току і яго сігнал зваротнага току, то два супрацьлеглыя кірунак току роўныя, таму іх магнітнае поле роўнае, але кірунак процілеглы,Таму яны адмяняюць адзін аднаго.

Five, six board design examples

Для шасці слаёў пераважней план 3

аналіз:

(1) Паколькі сігнальны пласт прымыкае да апорнай плоскасці пераплаву, а S1, S2 і S3 прымыкаюць да плоскасці зямлі, дасягаецца найлепшы эфект адмены магнітнага патоку. Такім чынам, S2 з’яўляецца пераважным планам маршрутызацыі, за якім ідуць S3 і S1.

(2) Сілавая плоскасць прымыкае да плоскасці GND, адлегласць паміж плоскасцямі вельмі малая, і яна мае лепшы эфект адмены магнітнага патоку і нізкі супраціў плоскасці.

(3) The main power supply and its corresponding floor cloth are located at layer 4 and 5. When layer thickness is set, the spacing between S2-P should be increased and the spacing between P-G2 should be reduced (the spacing between layer G1-S2 should be correspondingly reduced), so as to reduce the impedance of the power plane and the influence of the power supply on S2.

For six layers, option 4

аналіз:

Scheme 4 is more suitable than Scheme 3 for local, small number of signal requirements, which can provide an excellent wiring layer S2.

Worst EMC effect, plan 2

Аналіз: У гэтай структуры S1 і S2 суседнічаюць, S3 і S4 суседнічаюць, а S3 і S4 не прымыкаюць да плоскасці зямлі, таму эфект зніжэння магнітнага патоку дрэнны.

заключэнне

Specific principles of PCB layer design:

(1) There is a complete ground plane (shield) below the component surface and welding surface;

(2) Старайцеся пазбягаць непасрэднага суседства двух слаёў сігналу;

(3) Усе пласты сігналу максімальна прымыкаюць да плошчы зямлі;

(4) Высокачашчынны, хуткасны, тактавы і іншыя ключавыя сігналы праводкі павінны мець сумежную плоскасць зямлі.