Kuidas kujundada PCB kihti PCB EMC efekti optimeerimiseks?

EMC projekteerimisel PCB, esimene mure on kihi seadistamine; Plaadi kihid koosnevad toiteallikast, maapealsest kihist ja signaalikihist. Toodete EMC projekteerimisel on lisaks komponentide valikule ja vooluahela kujundusele väga oluline tegur ka hea PCB disain.

PCB EMC disaini võti on minimeerida tagasivoolupiirkonda ja suunata tagasivoolu tee meie kavandatud suunas. Kihidisain on PCB alus, kuidas teha PCB kihtide kujundamisel head tööd, et muuta PCB EMC efekt optimaalseks?

PCB kihi kujundusideed:

PCB lamineeritud EMC planeerimise ja kujundamise tuum on mõistlikult planeerida signaali tagasivoolu rada, et minimeerida plaadi peeglikihist tuleva signaali tagasivooluala, et kõrvaldada või minimeerida magnetvoog.

1. Plaadi peegelduskiht

Peegelkiht on trükiplaadi sees oleva signaalikihiga külgnev vaskkattega tasapinnaline kiht (toiteallikas, maanduskiht). Põhifunktsioonid on järgmised:

(1) Vähendage tagasivoolumüra: peegelkiht võib signaalikihi tagasivoolule pakkuda madala impedantsiga teed, eriti kui toite jaotussüsteemis on suur vooluhulk, on peeglikihi roll ilmsem.

(2) EMI vähendamine: peegelkihi olemasolu vähendab signaali ja tagasijooksu poolt moodustatud suletud ahela pinda ning vähendab EMI -d;

(3) vähendage ülekuulamist: aidake juhtida kiire digitaalse vooluahela signaaliliinide vahelist läbilöögiprobleemi, muutke peegelkihi signaalijoone kõrgust, saate juhtida signaaliliinide vahelist ülejooksu, mida väiksem on kõrgus, seda väiksem läbilõige;

(4) Impedantsi juhtimine signaali peegeldumise vältimiseks.

Peeglikihi valik

(1) Võrdlustasandina saab kasutada nii toiteallikat kui ka alusplaati ning neil on sisejuhtmestikule teatud varjestus;

(2) Suhteliselt öeldes on võimsustasandil kõrge iseloomulik takistus ja võrdlustasemega on suur potentsiaalne erinevus ning võimsustasandil on kõrgsageduslikud häired suhteliselt suured;

(3) Varjestuse seisukohast on maanduspind üldiselt maandatud ja seda kasutatakse võrdlustaseme võrdluspunktina ning selle varjestusmõju on palju parem kui võimsustasandil;

(4) Võrdlustasandi valimisel tuleks eelistada alusplaati ja teiseks valida võimsustasand.

Magnetvoo tühistamise põhimõte:

Maxwelli võrrandite kohaselt edastatakse kogu elektriline ja magnetiline toime eraldi laetud kehade või voolude vahel nendevahelise vahepiirkonna kaudu, olgu see siis vaakum või tahke aine. PCB -s levib voog alati ülekandeliinis. Kui rf tagasivoolu tee on paralleelne vastava signaaliteega, on tagasivoolu teekonna voog signaaliteel vastupidises suunas, siis asetatakse need üksteise peale ja saadakse voo tühistamise efekt.

Voo tühistamise põhiolemus on signaali tagasivoolu tee juhtimine, nagu on näidatud järgmisel skeemil:

Kuidas kasutada parema käe reeglit magnetvoo tühistamise efekti selgitamiseks, kui signaalikiht on kihiga külgnev, selgitatakse järgmiselt.

(1) Kui juhtmest voolab vool, tekib traadi ümber magnetväli ja magnetvälja suund määratakse parema käe reegliga.

(2) kui kaks on üksteise lähedal ja juhtmega paralleelsed, nagu on näidatud alloleval joonisel, siis üks elektrijuhtidest voolab välja, teine voolu, kui elektrivool voolab läbi traat on vool ja selle tagasivoolu signaal, siis on voolu kaks vastassuunda võrdsed, seega on nende magnetväli võrdne, kuid suund on vastupidine,Nii et nad tühistavad üksteise.

Näide kuue kihilisest plaadist

1. Kuue kihiga plaatide puhul on eelistatud skeem 3;

Analüüs:

(1) Kuna signaalikiht külgneb tagasivoolu võrdlustasapinnaga ja S1, S2 ja S3 asuvad alusplaadi kõrval, saavutatakse parim magnetvoo summutamise efekt. Seetõttu on eelistatud marsruutimiskiht S2, millele järgnevad S3 ja S1.

(2) Võimsustasand asub GND tasapinna kõrval, tasapindade vaheline kaugus on väga väike ning sellel on parim magnetvoo summutamise efekt ja väikese võimsusega tasapinna takistus.

(3) Peamine toiteallikas ja sellele vastav põrandalapp asuvad kihtidel 4 ja 5. Kui kihi paksus on seatud, tuleks S2-P vahekaugust suurendada ja P-G2 vahekaugust vähendada (kihi vahekaugus) G1-S2 tuleks vastavalt vähendada), et vähendada toitetasandi takistust ja toiteallika mõju S2-le.

2. Kui maksumus on kõrge, saab vastu võtta skeemi 1;

Analüüs:

(1) Kuna signaalikiht külgneb tagasivoolu võrdlustasapinnaga ja S1 ja S2 asuvad alusplaadi kõrval, on sellel struktuuril parim magnetvoo summutamise efekt;

(2) Halva magnetvoo summutamise efekti ja suure võimsusega tasapinna impedantsi tõttu võimsustasandilt GND tasandile läbi S3 ja S2;

(3) Eelistatud juhtmestikukiht S1 ja S2, millele järgnevad S3 ja S4.

3. Kuue kihiga plaatide puhul valik 4

Analüüs:

Skeem 4 on sobivam kui skeem 3 kohalike, väikese arvu signaalinõuete jaoks, mis võib pakkuda suurepärast juhtmestiku kihti S2.

4. Halvim EMC efekt, skeem,Analüüs:

Selles struktuuris on S1 ja S2 kõrvuti, S3 ja S4 on külgnevad ning S3 ja S4 ei asu alusplaadi kõrval, seega on magnetvoo summutamise efekt nõrk.

Cjäreldus

PCB kihi disaini konkreetsed põhimõtted:

(1) komponendi pinna ja keevituspinna all on täielik maanduspind (kilp);

(2) Püüa vältida kahe signaalikihi otsest kõrvuti asetamist;

(3) Kõik signaalikihid asuvad alusplaadi kõrval nii palju kui võimalik;