Dans la conception CEM de PCB, la première préoccupation est le réglage des calques ; Les couches de la carte sont composées d’une alimentation, d’une couche de masse et d’une couche de signal. Dans la conception CEM des produits, outre la sélection des composants et la conception des circuits, une bonne conception des circuits imprimés est également un facteur très important.

La clé de la conception CEM du PCB est de minimiser la zone de refoulement et de faire en sorte que le chemin de refoulement s’écoule dans la direction que nous avons conçue. La conception de la couche est la base du PCB, comment faire un bon travail de conception de la couche PCB pour rendre l’effet EMC du PCB optimal?

Idées de conception de couche PCB:

Le cœur de la planification et de la conception de la CEM stratifiée sur PCB consiste à planifier raisonnablement le chemin de retour du signal pour minimiser la zone de retour du signal de la couche de miroir de la carte, afin d’éliminer ou de minimiser le flux magnétique.

1. Couche de mise en miroir de la carte

La couche miroir est une couche complète de couche plane recouverte de cuivre (couche d’alimentation, couche de mise à la terre) adjacente à la couche de signal à l’intérieur du PCB. Les fonctions principales sont les suivantes:

(1) Réduire le bruit de reflux : la couche miroir peut fournir un chemin à faible impédance pour le reflux de la couche de signal, en particulier lorsqu’il y a un flux de courant important dans le système de distribution d’énergie, le rôle de la couche miroir est plus évident.

(2) réduction des EMI : l’existence de la couche miroir réduit la surface de la boucle fermée formée par le signal et le reflux et réduit les EMI ;

(3) réduire la diaphonie: aider à contrôler le problème de diaphonie entre les lignes de signal dans un circuit numérique à grande vitesse, modifier la hauteur de la ligne de signal à partir de la couche miroir, vous pouvez contrôler la diaphonie entre les lignes de signal, plus la hauteur est petite, plus petite la diaphonie ;

(4) Contrôle d’impédance pour empêcher la réflexion du signal.

Sélection de la couche miroir

(1) L’alimentation et le plan de masse peuvent être utilisés comme plan de référence et ont un certain effet de blindage sur le câblage interne ;

(2) Relativement parlant, le plan de puissance a une impédance caractéristique élevée, et il existe une grande différence de potentiel avec le niveau de référence, et l’interférence haute fréquence sur le plan de puissance est relativement importante ;

(3) Du point de vue du blindage, le plan de masse est généralement mis à la terre et utilisé comme point de référence du niveau de référence, et son effet de blindage est bien meilleur que celui du plan d’alimentation ;

(4) Lors de la sélection du plan de référence, le plan de masse doit être préféré et le plan de puissance doit être sélectionné en second.

Principe d’annulation du flux magnétique :

Selon les équations de Maxwell, toute action électrique et magnétique entre des corps chargés ou des courants séparés est transmise à travers la région intermédiaire entre eux, qu’il s’agisse d’un vide ou d’une matière solide. Dans un PCB, le flux se propage toujours dans la ligne de transmission. Si le chemin de refoulement rf est parallèle au chemin de signal correspondant, le flux sur le chemin de refoulement est dans la direction opposée à celui sur le chemin de signal, ils se superposent alors et l’effet d’annulation de flux est obtenu.

L’essence de l’annulation de flux est le contrôle du chemin de retour du signal, comme le montre le schéma suivant :

Comment utiliser la règle de la main droite pour expliquer l’effet d’annulation du flux magnétique lorsque la couche de signal est adjacente à la strate est expliqué comme suit :

(1) Lorsqu’un courant traverse le fil, un champ magnétique est généré autour du fil et la direction du champ magnétique est déterminée par la règle de la main droite.

(2) lorsqu’il y en a deux proches l’un de l’autre et parallèles au fil, comme le montre la figure ci-dessous, l’un des conducteurs d’électricité à évacuer, l’autre un conducteur d’électricité à circuler, si le courant électrique traverse le le fil est courant et son signal de courant de retour, alors les deux sens opposés du courant sont égaux, donc leur champ magnétique est égal, mais le sens est opposé,Alors ils s’annulent.

Exemple de conception de panneaux à six couches

1. Pour les plaques à six couches, le schéma 3 est préféré ;

Une analyse:

(1) Comme la couche de signal est adjacente au plan de référence de refusion et que S1, S2 et S3 sont adjacents au plan de masse, le meilleur effet d’annulation de flux magnétique est obtenu. Par conséquent, S2 est la couche de routage préférée, suivie de S3 et S1.

(2) Le plan de puissance est adjacent au plan GND, la distance entre les plans est très petite et il a le meilleur effet d’annulation de flux magnétique et une impédance de plan de faible puissance.

(3) L’alimentation principale et sa serpillière correspondante sont situées aux couches 4 et 5. Lorsque l’épaisseur de couche est définie, l’espacement entre S2-P doit être augmenté et l’espacement entre P-G2 doit être réduit (l’espacement entre les couches G1-S2 doit être réduit en conséquence), de manière à réduire l’impédance du plan de puissance et l’influence de l’alimentation sur S2.

2. Lorsque le coût est élevé, le schéma 1 peut être adopté ;

Une analyse:

(1) Étant donné que la couche de signal est adjacente au plan de référence de refusion et que S1 et S2 sont adjacents au plan de masse, cette structure a le meilleur effet d’annulation de flux magnétique ;

(2) En raison du faible effet d’annulation du flux magnétique et de l’impédance élevée du plan de puissance du plan de puissance au plan GND via S3 et S2 ;

(3) Couche de câblage préférée SI et S1, suivies de S2 et S3.

3. Pour les plaques à six couches, option 4

Une analyse:

Le schéma 4 est plus approprié que le schéma 3 pour un petit nombre d’exigences de signal locales, ce qui peut fournir une excellente couche de câblage S2.

4. Le pire effet EMC, schéma,Une analyse:

Dans cette structure, S1 et S2 sont adjacents, S3 et S4 sont adjacents et S3 et S4 ne sont pas adjacents au plan de masse, de sorte que l’effet d’annulation du flux magnétique est médiocre.

Cinclusion

Principes spécifiques de conception de couche PCB :

(1) Il y a un plan de masse complet (blindage) sous la surface du composant et la surface de soudage ;

(2) Essayez d’éviter l’adjonction directe de deux couches de signal ;

(3) Toutes les couches de signal sont autant que possible adjacentes au plan de masse ;

(4) La couche de câblage des signaux haute fréquence, haute vitesse, horloge et autres signaux clés doit avoir un plan de masse adjacent.