घटकों और सर्किट डिजाइन के चयन के अलावा, अच्छा मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) डिजाइन भी विद्युत चुम्बकीय संगतता में एक बहुत ही महत्वपूर्ण कारक है। पीसीबी ईएमसी डिजाइन की कुंजी रिफ्लो क्षेत्र को जितना संभव हो उतना कम करना है और डिजाइन की दिशा में रिफ्लो पथ को प्रवाहित करना है। सबसे आम वापसी वर्तमान समस्याएं संदर्भ विमान में दरारें, संदर्भ विमान परत को बदलने और कनेक्टर के माध्यम से बहने वाले सिग्नल से आती हैं। जम्पर कैपेसिटर या डिकूपिंग कैपेसिटर कुछ समस्याओं का समाधान कर सकते हैं, लेकिन कैपेसिटर, विअस, पैड और वायरिंग के समग्र प्रतिबाधा पर विचार किया जाना चाहिए। यह व्याख्यान ईएमसी की पीसीबी डिजाइन तकनीक को तीन पहलुओं से पेश करेगा: पीसीबी लेयरिंग रणनीति, लेआउट कौशल और वायरिंग नियम।

पीसीबी लेयरिंग रणनीति

मोटाई, प्रक्रिया के माध्यम से और सर्किट बोर्ड डिजाइन में परतों की संख्या समस्या को हल करने की कुंजी नहीं है। अच्छी लेयर्ड स्टैकिंग पावर बस के बायपास और डिकूपिंग को सुनिश्चित करने और पावर लेयर या ग्राउंड लेयर पर क्षणिक वोल्टेज को कम करने के लिए है। सिग्नल और बिजली की आपूर्ति के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को बचाने की कुंजी। सिग्नल ट्रेस के दृष्टिकोण से, एक या कई परतों पर सभी सिग्नल ट्रेस लगाने के लिए एक अच्छी लेयरिंग रणनीति होनी चाहिए, और ये परतें पावर लेयर या ग्राउंड लेयर के बगल में हैं। बिजली की आपूर्ति के लिए, एक अच्छी लेयरिंग रणनीति होनी चाहिए कि बिजली की परत जमीन की परत से सटी हो, और बिजली की परत और जमीन की परत के बीच की दूरी यथासंभव छोटी हो। इसे हम “लेयरिंग” रणनीति कहते हैं। नीचे हम विशेष रूप से उत्कृष्ट पीसीबी लेयरिंग रणनीति के बारे में बात करेंगे। 1. वायरिंग लेयर का प्रोजेक्शन प्लेन इसके रिफ्लो प्लेन लेयर एरिया में होना चाहिए। यदि वायरिंग लेयर रिफ्लो प्लेन लेयर के प्रोजेक्शन एरिया में नहीं है, तो वायरिंग के दौरान प्रोजेक्शन एरिया के बाहर सिग्नल लाइनें होंगी, जिससे “एज रेडिएशन” की समस्या होगी, और सिग्नल लूप एरिया भी बढ़ेगा। , जिसके परिणामस्वरूप अंतर मोड विकिरण में वृद्धि हुई है। 2. आसन्न तारों की परतों को स्थापित करने से बचने का प्रयास करें। क्योंकि आसन्न तारों की परतों पर समानांतर संकेत निशान सिग्नल क्रॉसस्टॉक का कारण बन सकते हैं, यदि आसन्न तारों की परतों से बचना असंभव है, तो दो तारों की परतों के बीच की परत को उचित रूप से बढ़ाया जाना चाहिए, और तारों की परत और इसके सिग्नल सर्किट के बीच की परत रिक्ति होनी चाहिए कम किया गया। 3. आसन्न समतल परतों को अपने प्रक्षेपण विमानों के अतिव्यापी होने से बचना चाहिए। क्योंकि जब अनुमान ओवरलैप होते हैं, तो परतों के बीच युग्मन समाई परतों के बीच शोर को एक दूसरे के साथ जोड़े में पैदा करेगी।

बहुपरत बोर्ड डिजाइन

जब घड़ी की आवृत्ति 5 मेगाहर्ट्ज से अधिक हो जाती है, या सिग्नल वृद्धि का समय 5ns से कम होता है, तो सिग्नल लूप क्षेत्र को अच्छी तरह से नियंत्रित करने के लिए, आमतौर पर एक बहुपरत बोर्ड डिजाइन की आवश्यकता होती है। बहुपरत बोर्डों को डिजाइन करते समय निम्नलिखित सिद्धांतों पर ध्यान दिया जाना चाहिए: 1. कुंजी तारों की परत (परत जहां घड़ी लाइन, बस लाइन, इंटरफ़ेस सिग्नल लाइन, रेडियो फ्रीक्वेंसी लाइन, रीसेट सिग्नल लाइन, चिप चयन सिग्नल लाइन और विभिन्न नियंत्रण संकेत लाइनें स्थित हैं) पूरे ग्राउंड प्लेन से सटे होने चाहिए, अधिमानतः दो ग्राउंड प्लेन के बीच, जैसे कि चित्र 1 में दिखाया गया है। मुख्य सिग्नल लाइनें आम तौर पर मजबूत विकिरण या अत्यंत संवेदनशील सिग्नल लाइनें होती हैं। ग्राउंड प्लेन के करीब वायरिंग सिग्नल लूप के क्षेत्र को कम कर सकती है, विकिरण की तीव्रता को कम कर सकती है या हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता में सुधार कर सकती है।

चित्रा 1 मुख्य तारों की परत दो जमीनी विमानों के बीच होती है

2. पावर प्लेन को उसके आसन्न ग्राउंड प्लेन (अनुशंसित मान 5H～20H) के सापेक्ष वापस ले लिया जाना चाहिए। अपने रिटर्न ग्राउंड प्लेन के सापेक्ष पावर प्लेन का पीछे हटना “एज रेडिएशन” समस्या को प्रभावी ढंग से दबा सकता है।

इसके अलावा, बोर्ड का मुख्य वर्किंग पावर प्लेन (सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला पावर प्लेन) अपने ग्राउंड प्लेन के करीब होना चाहिए ताकि पावर सप्लाई करंट के लूप एरिया को प्रभावी ढंग से कम किया जा सके, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है।

चित्र 3 पावर प्लेन अपने ग्राउंड प्लेन के करीब होना चाहिए

3. क्या बोर्ड के ऊपर और नीचे की परतों पर कोई सिग्नल लाइन ≥50MHz नहीं है। यदि ऐसा है, तो अंतरिक्ष में इसके विकिरण को दबाने के लिए दो समतल परतों के बीच उच्च-आवृत्ति संकेत चलना सबसे अच्छा है।

सिंगल-लेयर बोर्ड और डबल-लेयर बोर्ड डिज़ाइन

सिंगल-लेयर और डबल-लेयर बोर्डों के डिजाइन के लिए, प्रमुख सिग्नल लाइनों और बिजली लाइनों के डिजाइन पर ध्यान दिया जाना चाहिए। पावर करंट लूप के क्षेत्र को कम करने के लिए पावर ट्रेस के बगल में और समानांतर में एक ग्राउंड वायर होना चाहिए। सिंगल-लेयर बोर्ड की मुख्य सिग्नल लाइन के दोनों किनारों पर “गाइड ग्राउंड लाइन” रखी जानी चाहिए, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है। डबल-लेयर बोर्ड के प्रमुख सिग्नल लाइन प्रोजेक्शन प्लेन में जमीन का एक बड़ा क्षेत्र होना चाहिए। , या सिंगल-लेयर बोर्ड के समान विधि, “गाइड ग्राउंड लाइन” डिज़ाइन करें, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है। कुंजी सिग्नल लाइन के दोनों किनारों पर “गार्ड ग्राउंड वायर” एक तरफ सिग्नल लूप क्षेत्र को कम कर सकता है, और सिग्नल लाइन और अन्य सिग्नल लाइनों के बीच क्रॉसस्टॉक को भी रोकें।

सामान्य तौर पर, पीसीबी बोर्ड की लेयरिंग को निम्न तालिका के अनुसार डिज़ाइन किया जा सकता है।

पीसीबी लेआउट कौशल

पीसीबी लेआउट को डिजाइन करते समय, सिग्नल प्रवाह दिशा के साथ एक सीधी रेखा में रखने के डिजाइन सिद्धांत का पूरी तरह से पालन करें, और आगे और पीछे लूपिंग से बचने की कोशिश करें, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है। यह सीधे सिग्नल युग्मन से बच सकता है और सिग्नल की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकता है। इसके अलावा, सर्किट और इलेक्ट्रॉनिक घटकों के बीच पारस्परिक हस्तक्षेप और युग्मन को रोकने के लिए, सर्किट की नियुक्ति और घटकों के लेआउट को निम्नलिखित सिद्धांतों का पालन करना चाहिए:

1. यदि बोर्ड पर “क्लीन ग्राउंड” इंटरफ़ेस डिज़ाइन किया गया है, तो फ़िल्टरिंग और आइसोलेशन घटकों को “क्लीन ग्राउंड” और वर्किंग ग्राउंड के बीच आइसोलेशन बैंड पर रखा जाना चाहिए। यह फ़िल्टरिंग या आइसोलेशन उपकरणों को प्लेनर परत के माध्यम से एक-दूसरे से जोड़ने से रोक सकता है, जो प्रभाव को कमजोर करता है। इसके अलावा, “साफ जमीन” पर, फ़िल्टरिंग और सुरक्षा उपकरणों के अलावा, कोई अन्य उपकरण नहीं रखा जा सकता है। 2. जब एक ही पीसीबी पर कई मॉड्यूल सर्किट रखे जाते हैं, तो डिजिटल सर्किट और एनालॉग सर्किट, और डिजिटल सर्किट, एनालॉग सर्किट, हाई-स्पीड सर्किट, और के बीच पारस्परिक हस्तक्षेप से बचने के लिए हाई-स्पीड और लो-स्पीड सर्किट अलग-अलग रखे जाने चाहिए। कम गति वाले सर्किट। इसके अलावा, जब उच्च, मध्यम और निम्न-गति वाले सर्किट एक ही समय में सर्किट बोर्ड पर मौजूद होते हैं, ताकि उच्च आवृत्ति वाले सर्किट शोर को इंटरफ़ेस के माध्यम से बाहर की ओर जाने से रोका जा सके।

3. सर्किट बोर्ड के पावर इनपुट पोर्ट के फिल्टर सर्किट को फिर से युग्मित होने से फ़िल्टर किए गए सर्किट को रोकने के लिए इंटरफेस के करीब रखा जाना चाहिए।

चित्रा 8 पावर इनपुट पोर्ट के फिल्टर सर्किट को इंटरफेस के करीब रखा जाना चाहिए

4. इंटरफ़ेस सर्किट के फ़िल्टरिंग, सुरक्षा और अलगाव घटकों को इंटरफ़ेस के करीब रखा गया है, जैसा कि चित्र 9 में दिखाया गया है, जो प्रभावी रूप से सुरक्षा, फ़िल्टरिंग और अलगाव के प्रभावों को प्राप्त कर सकता है। यदि इंटरफ़ेस में फ़िल्टर और सुरक्षा सर्किट दोनों हैं, तो पहले सुरक्षा और फिर फ़िल्टरिंग के सिद्धांत का पालन किया जाना चाहिए। चूंकि सुरक्षा सर्किट का उपयोग बाहरी ओवरवॉल्टेज और ओवरकुरेंट दमन के लिए किया जाता है, अगर फ़िल्टर सर्किट के बाद सुरक्षा सर्किट रखा जाता है, तो फ़िल्टर सर्किट ओवरवॉल्टेज और ओवरकुरेंट से क्षतिग्रस्त हो जाएगा। इसके अलावा, चूंकि सर्किट की इनपुट और आउटपुट लाइनें एक दूसरे के साथ युग्मित होने पर फ़िल्टरिंग, अलगाव या सुरक्षा प्रभाव को कमजोर कर देंगी, सुनिश्चित करें कि फ़िल्टर सर्किट (फ़िल्टर), अलगाव और सुरक्षा सर्किट की इनपुट और आउटपुट लाइनें नहीं हैं लेआउट के दौरान एक दूसरे के साथ युगल।

5. संवेदनशील सर्किट या डिवाइस (जैसे रीसेट सर्किट, आदि) बोर्ड के प्रत्येक किनारे से कम से कम 1000 मील दूर होना चाहिए, विशेष रूप से बोर्ड इंटरफ़ेस के किनारे से।

6. ऊर्जा भंडारण और उच्च आवृत्ति फिल्टर कैपेसिटर को यूनिट सर्किट या उपकरणों के पास बड़े वर्तमान परिवर्तन (जैसे पावर मॉड्यूल, प्रशंसकों और रिले के इनपुट और आउटपुट टर्मिनल) के पास रखा जाना चाहिए ताकि लूप क्षेत्र को कम किया जा सके बड़ा वर्तमान लूप।

7. फ़िल्टर किए गए सर्किट को फिर से बाधित होने से बचाने के लिए फ़िल्टर घटकों को एक साथ रखा जाना चाहिए।

8. मजबूत विकिरण उपकरण जैसे क्रिस्टल, क्रिस्टल ऑसिलेटर, रिले और स्विचिंग बिजली की आपूर्ति को बोर्ड इंटरफेस कनेक्टर से कम से कम 1000 मील दूर रखें। इस तरह, हस्तक्षेप को सीधे विकिरणित किया जा सकता है या वर्तमान को आउटगोइंग केबल के साथ जोड़ा जा सकता है ताकि वह बाहर निकल सके।

पीसीबी वायरिंग नियम

घटकों और सर्किट डिजाइन के चयन के अलावा, अच्छा मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) वायरिंग भी विद्युत चुम्बकीय संगतता में एक बहुत महत्वपूर्ण कारक है। चूंकि पीसीबी सिस्टम का एक अंतर्निहित घटक है, पीसीबी वायरिंग में विद्युत चुम्बकीय संगतता बढ़ाने से उत्पाद के अंतिम समापन के लिए अतिरिक्त लागत नहीं आएगी। किसी को भी याद रखना चाहिए कि एक खराब पीसीबी लेआउट उन्हें खत्म करने के बजाय अधिक विद्युत चुम्बकीय संगतता समस्याएं पैदा कर सकता है। कई मामलों में, फिल्टर और घटकों को जोड़ने से भी इन समस्याओं का समाधान नहीं हो सकता है। अंत में, पूरे बोर्ड को फिर से तार-तार करना पड़ा। इसलिए, शुरुआत में अच्छी पीसीबी वायरिंग आदतों को विकसित करने का यह सबसे अधिक लागत प्रभावी तरीका है। निम्नलिखित पीसीबी तारों के कुछ सामान्य नियमों और बिजली लाइनों, जमीनी लाइनों और सिग्नल लाइनों की डिजाइन रणनीतियों को पेश करेगा। अंत में, इन नियमों के अनुसार, एयर कंडीशनर के विशिष्ट मुद्रित सर्किट बोर्ड सर्किट के लिए सुधार के उपाय प्रस्तावित हैं। 1. तारों को अलग करना वायरिंग पृथक्करण का कार्य पीसीबी की एक ही परत में आसन्न सर्किट के बीच क्रॉसस्टॉक और शोर युग्मन को कम करना है। 3W विनिर्देश बताता है कि सभी सिग्नल (घड़ी, वीडियो, ऑडियो, रीसेट, आदि) को लाइन से लाइन, किनारे से किनारे तक अलग किया जाना चाहिए, जैसा कि चित्र 10 में दिखाया गया है। चुंबकीय युग्मन को और कम करने के लिए, संदर्भ ग्राउंड है अन्य सिग्नल लाइनों द्वारा उत्पन्न युग्मन शोर को अलग करने के लिए कुंजी सिग्नल के पास रखा गया है।

2. सुरक्षा और शंट लाइन सेटिंग शंट और सुरक्षा लाइन मुख्य संकेतों को अलग और संरक्षित करने के लिए एक बहुत प्रभावी तरीका है, जैसे कि शोर वाले वातावरण में सिस्टम क्लॉक सिग्नल। चित्रा 21 में, पीसीबी में समानांतर या सुरक्षा सर्किट कुंजी सिग्नल के सर्किट के साथ रखा गया है। सुरक्षा सर्किट न केवल अन्य सिग्नल लाइनों द्वारा उत्पन्न युग्मन चुंबकीय प्रवाह को अलग करता है, बल्कि अन्य सिग्नल लाइनों के साथ युग्मन से प्रमुख संकेतों को भी अलग करता है। शंट लाइन और प्रोटेक्शन लाइन के बीच का अंतर यह है कि शंट लाइन को टर्मिनेट (जमीन से जुड़ा) नहीं करना पड़ता है, लेकिन प्रोटेक्शन लाइन के दोनों सिरों को जमीन से जोड़ा जाना चाहिए। युग्मन को और कम करने के लिए, बहुपरत पीसीबी में सुरक्षा सर्किट को हर दूसरे खंड में जमीन के पथ के साथ जोड़ा जा सकता है।

3. पावर लाइन का डिज़ाइन प्रिंटेड सर्किट बोर्ड करंट के आकार पर आधारित होता है, और लूप प्रतिरोध को कम करने के लिए पावर लाइन की चौड़ाई यथासंभव मोटी होती है। साथ ही, पावर लाइन और ग्राउंड लाइन की दिशा डेटा ट्रांसमिशन की दिशा के अनुरूप बनाएं, जो शोर-विरोधी क्षमता को बढ़ाने में मदद करती है। सिंगल या डबल पैनल में, यदि बिजली की लाइन बहुत लंबी है, तो प्रत्येक 3000 मील में एक डिकूपिंग कैपेसिटर को जमीन में जोड़ा जाना चाहिए, और कैपेसिटर का मूल्य 10uF+1000pF है।

ग्राउंड वायर डिजाइन

ग्राउंड वायर डिजाइन के सिद्धांत हैं:

(1) डिजिटल ग्राउंड को एनालॉग ग्राउंड से अलग किया जाता है। यदि सर्किट बोर्ड पर लॉजिक सर्किट और लीनियर सर्किट दोनों हैं, तो उन्हें यथासंभव अलग किया जाना चाहिए। कम-आवृत्ति सर्किट की जमीन को जितना संभव हो सके एक बिंदु पर समानांतर में रखा जाना चाहिए। जब वास्तविक वायरिंग मुश्किल होती है, तो इसे आंशिक रूप से श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है और फिर समानांतर में ग्राउंड किया जा सकता है। हाई-फ़्रीक्वेंसी सर्किट को सीरीज़ में कई पॉइंट्स पर ग्राउंड किया जाना चाहिए, ग्राउंड वायर को छोटा और लीज़ किया जाना चाहिए, और जितना संभव हो सके हाई-फ़्रीक्वेंसी कंपोनेंट के आसपास ग्रिड-जैसे लार्ज-एरिया ग्राउंड फ़ॉइल का उपयोग किया जाना चाहिए।

(2) ग्राउंडिंग वायर जितना संभव हो उतना मोटा होना चाहिए। यदि ग्राउंड वायर बहुत तंग लाइन का उपयोग करता है, तो ग्राउंड पोटेंशिअल करंट के परिवर्तन के साथ बदल जाता है, जिससे एंटी-शोर प्रदर्शन कम हो जाता है। इसलिए ग्राउंड वायर को मोटा किया जाना चाहिए ताकि वह प्रिंटेड बोर्ड पर स्वीकार्य करंट से तीन गुना ज्यादा गुजर सके। यदि संभव हो, तो ग्राउंडिंग वायर 2 ~ 3 मिमी या अधिक होना चाहिए।

(3) ग्राउंड वायर एक बंद लूप बनाता है। केवल डिजिटल सर्किट से बने मुद्रित बोर्डों के लिए, शोर प्रतिरोध में सुधार के लिए उनके अधिकांश ग्राउंडिंग सर्किट लूप में व्यवस्थित होते हैं।

सिग्नल लाइन डिजाइन

कुंजी सिग्नल लाइनों के लिए, यदि बोर्ड में आंतरिक सिग्नल वायरिंग परत है, तो मुख्य सिग्नल लाइनें जैसे घड़ियां आंतरिक परत पर रखी जानी चाहिए, और पसंदीदा वायरिंग परत को प्राथमिकता दी जाती है। इसके अलावा, विभाजन क्षेत्र में मुख्य सिग्नल लाइनों को रूट नहीं किया जाना चाहिए, जिसमें वायस और पैड के कारण संदर्भ विमान अंतराल शामिल हैं, अन्यथा यह सिग्नल लूप के क्षेत्र में वृद्धि का कारण बन जाएगा। और किनारे विकिरण प्रभाव को दबाने के लिए कुंजी सिग्नल लाइन संदर्भ विमान के किनारे से 3H से अधिक होनी चाहिए (H संदर्भ विमान से रेखा की ऊंचाई है)। घड़ी की लाइनों, बस लाइनों, रेडियो फ्रीक्वेंसी लाइनों और अन्य मजबूत विकिरण सिग्नल लाइनों और सिग्नल लाइनों को रीसेट करने के लिए, चिप सिलेक्ट सिग्नल लाइन्स, सिस्टम कंट्रोल सिग्नल और अन्य संवेदनशील सिग्नल लाइनों के लिए, उन्हें इंटरफेस और आउटगोइंग सिग्नल लाइनों से दूर रखें। यह मजबूत विकिरण सिग्नल लाइन पर युग्मन से जावक सिग्नल लाइन तक और बाहर की ओर विकिरण करने वाले हस्तक्षेप को रोकता है; और इंटरफ़ेस आउटगोइंग सिग्नल लाइन द्वारा कपलिंग से संवेदनशील सिग्नल लाइन तक लाए गए बाहरी हस्तक्षेप से भी बचा जाता है, जिससे सिस्टम गलत हो जाता है। डिफरेंशियल सिग्नल लाइनें समान परत, समान लंबाई और समानांतर में चलती होनी चाहिए, प्रतिबाधा को सुसंगत रखते हुए, और डिफरेंशियल लाइनों के बीच कोई अन्य वायरिंग नहीं होनी चाहिए। क्योंकि डिफरेंशियल लाइन पेयर का कॉमन मोड इम्पीडेंस बराबर होना सुनिश्चित किया जाता है, इसलिए इसकी एंटी-इंटरफेरेंस क्षमता में सुधार किया जा सकता है। उपरोक्त वायरिंग नियमों के अनुसार, एयर कंडीशनर के विशिष्ट मुद्रित सर्किट बोर्ड सर्किट में सुधार और अनुकूलन किया जाता है।