Στο σχεδιασμό EMC του PCB, το πρώτο μέλημα είναι η ρύθμιση του επιπέδου. Τα στρώματα του πίνακα αποτελούνται από τροφοδοτικό, στρώμα γείωσης και στρώμα σήματος. Στο σχεδιασμό προϊόντων EMC, εκτός από την επιλογή εξαρτημάτων και σχεδιασμού κυκλώματος, ο καλός σχεδιασμός PCB είναι επίσης ένας πολύ σημαντικός παράγοντας.

Το κλειδί για τον σχεδιασμό EMC του PCB είναι να ελαχιστοποιήσετε την περιοχή της αντίστροφης ροής και να κάνετε τη διαδρομή της αντίστροφης ροής προς την κατεύθυνση που σχεδιάσαμε. Ο σχεδιασμός στρώματος είναι η βάση του PCB, πώς να κάνετε καλή δουλειά στο σχεδιασμό στρώματος PCB για να κάνετε το αποτέλεσμα EMC του PCB βέλτιστο;

Ιδέες σχεδίασης του στρώματος PCB:

Ο πυρήνας του σχεδιασμού και του σχεδιασμού EMC με επίστρωση PCB είναι να σχεδιάσει εύλογα την πορεία αντίστροφης σήματος για να ελαχιστοποιήσει την περιοχή αντίστροφης ροής του σήματος από το στρώμα καθρέφτη του πίνακα, έτσι ώστε να εξαλειφθεί ή να ελαχιστοποιηθεί η μαγνητική ροή.

1. Στρώμα κατοπτρισμού πίνακα

Το στρώμα καθρέφτη είναι ένα πλήρες στρώμα επιχρισμένου επιπέδου με χαλκό (στρώμα τροφοδοσίας, στρώμα γείωσης) δίπλα στο στρώμα σήματος μέσα στο PCB. Οι κύριες λειτουργίες είναι οι εξής:

(1) Μειώστε τον θόρυβο αντίστροφης ροής: το στρώμα καθρέφτη μπορεί να παρέχει μια μικρή διαδρομή σύνθετης αντίστασης για την αντίστροφη ροή του επιπέδου σήματος, ειδικά όταν υπάρχει μεγάλη ροή ρεύματος στο σύστημα διανομής ισχύος, ο ρόλος του στρώματος καθρέφτη είναι πιο εμφανής.

(2) Μείωση EMI: η ύπαρξη του στρώματος καθρέφτη μειώνει την περιοχή του κλειστού βρόχου που σχηματίζεται από το σήμα και την παλινδρόμηση και μειώνει το EMI.

(3) μειώστε τη διασταύρωση: βοηθήστε στον έλεγχο του προβλήματος διασταύρωσης μεταξύ γραμμών σήματος σε ψηφιακό κύκλωμα υψηλής ταχύτητας, αλλάξτε το ύψος της γραμμής σήματος από το στρώμα καθρέφτη, μπορείτε να ελέγξετε τη διασταύρωση μεταξύ των γραμμών σήματος, όσο μικρότερο είναι το ύψος, τόσο μικρότερο το crosstalk?

(4) Έλεγχος σύνθετης αντίστασης για την αποφυγή ανάκλασης σήματος.

Επιλογή στρώματος καθρέφτη

(1) Τόσο η παροχή ρεύματος όσο και το επίπεδο γείωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως επίπεδο αναφοράς και έχουν κάποια επίδραση θωράκισης στην εσωτερική καλωδίωση.

(2) Σχετικά μιλώντας, το επίπεδο ισχύος έχει υψηλή χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση και υπάρχει μεγάλη διαφορά δυναμικού με το επίπεδο αναφοράς και οι παρεμβολές υψηλής συχνότητας στο επίπεδο ισχύος είναι σχετικά μεγάλες.

(3) Από την άποψη της θωράκισης, το επίπεδο γείωσης είναι γενικά γειωμένο και χρησιμοποιείται ως σημείο αναφοράς του επιπέδου αναφοράς, και το αποτέλεσμα θωράκισης του είναι πολύ καλύτερο από αυτό του επιπέδου ισχύος.

(4) Κατά την επιλογή του επιπέδου αναφοράς, πρέπει να προτιμάται το επίπεδο γείωσης και το επίπεδο ισχύος να επιλέγεται δεύτερο.

Αρχή ακύρωσης μαγνητικής ροής:

Σύμφωνα με τις εξισώσεις του Μάξγουελ, όλη η ηλεκτρική και μαγνητική δράση μεταξύ ξεχωριστών φορτισμένων σωμάτων ή ρευμάτων μεταδίδεται μέσω της ενδιάμεσης περιοχής μεταξύ τους, είτε πρόκειται για κενό είτε για στερεή ύλη. Σε ένα PCB, η ροή διαδίδεται πάντα στη γραμμή μεταφοράς. Εάν η διαδρομή αντίστροφης ροής rf είναι παράλληλη με την αντίστοιχη διαδρομή σήματος, η ροή στη διαδρομή αντίστροφης ροής είναι στην αντίθετη κατεύθυνση από εκείνη στη διαδρομή σήματος, τότε αλληλοεπικαλύπτονται μεταξύ τους και επιτυγχάνεται το αποτέλεσμα της ακύρωσης ροής.

Η ουσία της ακύρωσης ροής είναι ο έλεγχος της διαδρομής αντίστροφης ροής σήματος, όπως φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα:

Πώς να χρησιμοποιήσετε τον κανόνα του δεξιού χεριού για να εξηγήσετε το φαινόμενο ακύρωσης μαγνητικής ροής όταν το στρώμα σήματος είναι δίπλα στο στρώμα εξηγείται ως εξής:

(1) Όταν ένα ρεύμα ρέει μέσω του σύρματος, ένα μαγνητικό πεδίο θα δημιουργηθεί γύρω από το σύρμα και η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου καθορίζεται από τον κανόνα του δεξιού χεριού.

(2) όταν υπάρχουν δύο κοντά το ένα στο άλλο και παράλληλα με το σύρμα, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, ένας από τους αγωγούς ηλεκτρικής ενέργειας που αποβάλλεται, ο άλλος ένας αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας που ρέει, εάν το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω του το καλώδιο είναι ρεύμα και το σήμα επιστροφής ρεύματος, τότε οι δύο αντίθετες κατευθύνσεις ρεύματος είναι ίσες, οπότε το μαγνητικό τους πεδίο είναι ίσο, αλλά η κατεύθυνση είναι αντίθετη,Έτσι ακυρώνονται μεταξύ τους.

Παράδειγμα σχεδίασης πίνακα έξι στρωμάτων

1. Για πλάκες έξι στρωμάτων, προτιμάται το σχήμα 3.

Ανάλυση:

(1) Καθώς το στρώμα σήματος είναι δίπλα στο επίπεδο αναφοράς αναρροής και τα S1, S2 και S3 γειτνιάζουν με το επίπεδο γείωσης, επιτυγχάνεται το καλύτερο αποτέλεσμα ακύρωσης μαγνητικής ροής. Επομένως, το S2 είναι το προτιμώμενο επίπεδο δρομολόγησης, ακολουθούμενο από το S3 και το S1.

(2) Το επίπεδο ισχύος είναι δίπλα στο επίπεδο GND, η απόσταση μεταξύ των αεροπλάνων είναι πολύ μικρή και έχει το καλύτερο αποτέλεσμα ακύρωσης μαγνητικής ροής και σύνθετη σύνθετη αντίσταση χαμηλής ισχύος.

(3) Το κύριο τροφοδοτικό και το αντίστοιχο ύφασμα δαπέδου βρίσκονται στο στρώμα 4 και 5. Όταν ρυθμιστεί το πάχος του στρώματος, η απόσταση μεταξύ S2-P θα πρέπει να αυξηθεί και η απόσταση μεταξύ P-G2 θα πρέπει να μειωθεί (η απόσταση μεταξύ του στρώματος Το G1-S2 πρέπει να μειωθεί αντίστοιχα), έτσι ώστε να μειωθεί η σύνθετη αντίσταση του επιπέδου ισχύος και η επίδραση της τροφοδοσίας στο S2.

2. Όταν το κόστος είναι υψηλό, μπορεί να υιοθετηθεί το σχέδιο 1.

Ανάλυση:

(1) Επειδή το στρώμα σήματος είναι δίπλα στο επίπεδο αναφοράς αναρροής και τα S1 και S2 γειτνιάζουν με το επίπεδο γείωσης, αυτή η δομή έχει το καλύτερο αποτέλεσμα ακύρωσης μαγνητικής ροής.

(2) Λόγω της κακής επίδρασης ακύρωσης μαγνητικής ροής και της σύνθετης αντίστασης επιπέδου υψηλής ισχύος από το επίπεδο ισχύος στο επίπεδο GND μέσω των S3 και S2.

(3) Προτιμώμενα στρώματα καλωδίωσης S1 και S2, ακολουθούμενα από S3 και S4.

3. Για πλάκες έξι στρωμάτων, επιλογή 4

Ανάλυση:

Το σχήμα 4 είναι πιο κατάλληλο από το σχήμα 3 για τοπικούς, μικρούς αριθμούς απαιτήσεων σήματος, οι οποίες μπορούν να παρέχουν ένα εξαιρετικό στρώμα καλωδίωσης S2.

4. Χειρότερο φαινόμενο EMC, Σχέδιο,Ανάλυση:

Σε αυτή τη δομή, τα S1 και S2 είναι παρακείμενα, τα S3 και S4 είναι παρακείμενα και τα S3 και S4 δεν είναι δίπλα στο επίπεδο γείωσης, επομένως το αποτέλεσμα ακύρωσης μαγνητικής ροής είναι φτωχό.

Cπροσβολή

Ειδικές αρχές σχεδιασμού στρώματος PCB:

(1) Υπάρχει ένα πλήρες επίπεδο γείωσης (ασπίδα) κάτω από την επιφάνεια του εξαρτήματος και την επιφάνεια συγκόλλησης.

(2) Προσπαθήστε να αποφύγετε την άμεση γειτνίαση δύο επιπέδων σήματος.

(3) Όλες οι στιβάδες σήματος γειτνιάζουν με το επίπεδο γείωσης στο μέτρο του δυνατού.

(4) Το στρώμα καλωδίωσης υψηλής συχνότητας, υψηλής ταχύτητας, ρολογιού και άλλων βασικών σημάτων πρέπει να έχει παρακείμενο επίπεδο γείωσης.