In T u cuncepimentu EMC di PCB, a prima preoccupazione hè a regolazione di u stratu; I strati di u bordu sò cumposti da alimentazione elettrica, stratu di terra è stratu di signale. In a cuncezzione EMC di prudutti, oltre à a selezzione di cumpunenti è di cuncezzione di circuiti, un bon cuncepimentu PCB hè ancu un fattore assai impurtante.

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. U cuncepimentu di u stratu hè a basa di PCB, cumu fà un bonu travagliu di cuncepimentu di stratu di PCB per fà l’effettu EMC di PCB ottimale?

I. Idee di cuncepimentu di u stratu PCB

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.

Unicu stratu di mirroring

U stratu specchiu hè un stratu cumpletu di stratu pianu coperto di rame (stratu di alimentazione elettrica, stratu di messa à terra) adiacente à u stratu di segnale in u PCB. E funzioni principali sò e seguenti:

(1) Riduce u rumore di rifluenza: u stratu specchiu pò furnisce un percorsu di bassa impedanza per u ritornu di u stratu di signale, soprattuttu quandu ci hè un grande flussu di corrente in u sistema di distribuzione di energia, u rolu di u stratu specchiu hè più evidente.

(2) Riduzzione EMI: l’esistenza di u stratu specchiu riduce l’area di u ciclu chjosu furmatu da u signale è u reflux è riduce l’EMI;

(3) riduce a crosstalk: aiuta à cuntrullà u prublema di crosstalk trà e linee di segnale in u circuitu digitale à grande velocità, cambia l’altezza di a linea di segnale da u stratu specchiu, pudete cuntrullà a crosstalk trà e linee di segnale, u più chjucu hè l’altezza, u più chjucu a crosstalk;

(4) Cuntrollu di impedenza per impedisce a riflessione di u signale.

Selezzione di u stratu specchiu

(1) Sia l’alimentazione elettrica sia u pianu di terra ponu esse aduprati cum’è pianu di riferimentu, è anu un certu effettu di schermatura nantu à u cablaggio internu;

(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) Da a prospettiva di schermatura, u pianu di terra hè generalmente messu à terra è adupratu cum’è puntu di riferenza di u livellu di riferenza, è u so effettu di schermatura hè assai megliu cà quellu di u pianu di putenza;

(4) Quandu si seleziona u pianu di riferimentu, u pianu di terra deve esse preferitu, è u pianu di putenza deve esse sceltu secondu

Two, magnetic flux cancellation principle

Sicondu l’equazioni di Maxwell, ogni azzione elettrica è magnetica trà corpi carichi separati o currenti hè trasmessa per mezu di a regione intermedia trà elle, ch’ellu si tratti di un vacuum o di una materia solida. 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.

A natura di l’annullamentu di u flussu magneticu

L’essenza di l’annullamentu di u flussu hè u cuntrollu di u percorsu di ritornu di u segnale, cum’è mostratu in u schema seguente:

A regula di a diritta spiega l’effettu di annullamentu di u flussu magneticu

Cume aduprà a regula di a diritta per spiegà l’effettu di annullamentu di u flussu magneticu quandu u stratu di signale hè adiacente à u stratu hè spiegatu cusì:

(1) Quandu un currente attraversa u filu, un campu magneticu serà generatu intornu à u filu, è a direzzione di u campu magneticu hè determinata da a regula di a manu diritta.

(2) quandu ci sò dui vicini l’uni à l’altri è paralleli à u filu, cum’è mostratu in a figura quì sottu, unu di i cunduttori di l’elettricità da scorrere, l’altru un cunduttore di elettricità da scorrere, se u currente elettricu attraversa u i fili sò attuali è u so signale di ritornu attuale, allora e duie direzioni opposte di a corrente sò uguali, allora u so campu magneticu hè uguale, ma a direzzione hè opposta,Cusì si cancellanu.

Cinque, sei esempi di cuncepimentu di bordu

Per sei strati, u pianu 3 hè preferitu

Analisi:

(1) Cum’è u stratu di signale hè adiacente à u pianu di riferimentu di reflow, è S1, S2 è S3 sò adiacenti à u pianu di terra, si ottiene u megliu effettu di annullamentu di u flussu magneticu. Dunque, S2 hè u stratu di routing preferitu, seguitatu da S3 è S1.

(2) U pianu di potenza hè adiacente à u pianu GND, a distanza trà i piani hè assai chjuca, è hà u megliu effettu di annullamentu di u flussu magneticu è impedenza di pianu bassu.

(3) L’alimentazione principale è u so pannu currispundente sò situati à u stratu 4 è 5. Quandu u spessore di u stratu hè impostatu, a spaziatura tra S2-P deve esse aumentata è a spaziatura tra P-G2 deve esse ridutta (a spaziatura tra u stratu G1-S2 duveria esse ridutta currispundente), in modu da riduce l’impedenza di u pianu di putenza è l’influenza di l’alimentazione in S2.

Per sei strati, opzione 4

Analisi:

U Schema 4 hè più adattu di u Schema 3 per u numeru lucale, picculu numeru di esigenze di signale, chì ponu furnisce un eccellente stratu di cablaggio S2.

U peghju effettu EMC, pianu 2

Analisi: In questa struttura, S1 è S2 sò adiacenti, S3 è S4 sò adiacenti, è S3 è S4 ùn sò micca adiacenti à u pianu di terra, cusì l’effettu di annullamentu di u flussu magneticu hè poveru.

cunclusione

Specific principles of PCB layer design:

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

(2) Pruvate à evità adiacente diretta di dui strati di signale;

(3) Tutti i strati di signale sò adiacenti à u pianu terrenu u più pussibule;

(4) U filu di cablaggio di alta frequenza, alta velocità, orologio è altri segnali chjave duverebbe avè un pianu di terra adiacente.