I EMC -designet af PCB, den første bekymring er lagindstillingen; Lagene på brættet består af strømforsyning, jordlag og signallag. I EMC -design af produkter, udover valg af komponenter og kredsløbsdesign, er godt PCB -design også en meget vigtig faktor.

Nøglen til EMC -designet af PCB er at minimere tilbageløbsområdet og få tilbageløbsstien til at flyde i den retning, vi designede. Lagdesignet er grundlaget for PCB, hvordan gør man et godt stykke arbejde med PCB -lagdesign for at gøre EMC -effekten af ​​PCB optimal?

Designideer til PCB -lag:

Kernen i PCB -lamineret EMC -planlægning og -design er at med rimelighed planlægge signalets tilbagestrømningssti for at minimere tilbagestrømningsarealet for signal fra kortspejllaget for at eliminere eller minimere magnetisk flux.

1. Board spejling lag

Spejllaget er et komplet lag af kobberbelagt plant lag (strømforsyningslag, jordforbindelseslag), der støder op til signallaget inde i printkortet. De vigtigste funktioner er som følger:

(1) Reducer tilbageløbsstøj: spejllaget kan give en lav impedanssti for signallagets tilbagestrømning, især når der er en stor strømstrøm i strømfordelingssystemet, er spejllagets rolle mere indlysende.

(2) EMI -reduktion: eksistensen af ​​spejllaget reducerer arealet af den lukkede sløjfe dannet af signalet og tilbagesvaling og reducerer EMI;

(3) reducer krydstale: hjælp til at kontrollere krydstale-problemet mellem signallinjer i højhastigheds digitalt kredsløb, ændre højden på signallinjen fra spejllaget, du kan styre krydstalen mellem signallinjer, jo mindre højde, jo mindre krydstalen;

(4) Impedansstyring for at forhindre signalrefleksion.

Valg af spejllag

(1) Både strømforsyningen og jordplanet kan bruges som referenceplan og have en vis afskærmningseffekt på de interne ledninger;

(2) Relativt set har powerplanet en høj karakteristisk impedans, og der er en stor potentialeforskel med referenceniveauet, og højfrekvensinterferensen på powerplanet er relativt stor;

(3) Set fra afskærmningens perspektiv er jordplanet generelt jordet og brugt som referencepunkt for referenceniveauet, og dets afskærmningseffekt er langt bedre end effektplanets;

(4) Når du vælger referenceplan, skal jordplanet foretrækkes, og effektplanet skal vælges andet.

Magnetisk flux -annulleringsprincip:

Ifølge Maxwells ligninger overføres al elektrisk og magnetisk virkning mellem separate ladede legemer eller strømme gennem det mellemliggende område mellem dem, hvad enten det er et vakuum eller fast stof. I et printkort spredes fluxen altid i transmissionslinjen. Hvis rf -tilbagestrømningsvejen er parallel med den tilsvarende signalsti, er fluxen på tilbagestrømningsbanen i den modsatte retning af den på signalvejen, så overlejres de på hinanden, og effekten af ​​flux -annullering opnås.

Essensen af ​​flux -annullering er kontrollen af ​​signalets tilbagestrømningssti, som vist i følgende diagram:

Sådan bruges højre håndsregel til at forklare den magnetiske flux -annulleringseffekt, når signallaget støder op til stratum, forklares som følger:

(1) Når en strøm strømmer gennem tråden, genereres et magnetfelt omkring tråden, og magnetfeltets retning bestemmes af højre håndsregel.

(2) når der er to tæt på hinanden og parallelt med ledningen, som vist i figuren herunder, den ene af elektricitetsledere til at dræne ud, den anden en leder af elektricitet til at strømme, hvis den elektriske strøm strømmer gennem ledning er strøm og dens returstrømsignal, så er de to modsatte strømstrøm lige, så deres magnetfelt er lige, men retningen er modsat,Så de aflyser hinanden.

Eksempel på seks lag borddesign

1. For plader med seks lag foretrækkes skema 3;

Analyse:

(1) Da signallaget støder op til reflow -referenceplanet, og S1, S2 og S3 støder op til jordplanet, opnås den bedste magnetiske flux -annulleringseffekt. Derfor er S2 det foretrukne routingslag efterfulgt af S3 og S1.

(2) Effektplanet støder op til GND -planet, afstanden mellem flyene er meget lille, og det har den bedste magnetiske flux -annulleringseffekt og lav effektplanimpedans.

(3) Hovedstrømforsyningen og den tilhørende gulvklud er placeret i lag 4 og 5. Når lagtykkelsen er indstillet, skal afstanden mellem S2-P øges, og afstanden mellem P-G2 skal reduceres (afstanden mellem lag G1-S2 bør reduceres tilsvarende) for at reducere strømplanets impedans og strømforsyningens indflydelse på S2.

2. Når omkostningerne er høje, kan ordning 1 vedtages;

Analyse:

(1) Fordi signallaget støder op til reflow -referenceplanet og S1 og S2 støder op til jordplanet, har denne struktur den bedste magnetiske flux -annulleringseffekt;

(2) På grund af den dårlige magnetiske flux -annulleringseffekt og høje effektplanimpedans fra kraftplanet til GND -planet gennem S3 og S2;

(3) Foretrukket ledningsføringslag S1 og S2 efterfulgt af S3 og S4.

3. For plader med seks lag, mulighed 4

Analyse:

Skema 4 er mere egnet end skema 3 til lokale, lille antal signalkrav, som kan give et fremragende ledningslag S2.

4. Værste EMC -effekt, skema,Analyse:

I denne struktur er S1 og S2 tilstødende, S3 og S4 er tilstødende, og S3 og S4 er ikke støder op til jordplanet, så den magnetiske flux -annulleringseffekt er dårlig.

CKONKLUSION

Specifikke principper for PCB -lagdesign:

(1) Der er et komplet jordplan (skærm) under komponentoverfladen og svejseoverfladen;

(2) Prøv at undgå direkte tilstødning af to signallag;

(3) Alle signallag støder så vidt muligt op til jordplanet;

(4) Kabelføring af højfrekvens, høj hastighed, ur og andre nøglesignaler skal have et tilstødende jordplan.