A komponensek kiválasztása és az áramkör kialakítása mellett jó nyomtatott áramkör A (PCB) tervezés szintén nagyon fontos tényező az elektromágneses kompatibilitásban. A NYÁK EMC tervezésének kulcsa, hogy amennyire csak lehetséges, csökkentse a visszafolyási területet, és hagyja, hogy a visszafolyási útvonal a tervezés irányába folyjon. A leggyakoribb visszatérő áramproblémák a referenciasík repedéseiből, a referenciasík rétegének megváltoztatásából és a csatlakozón átáramló jelből adódnak. Az áthidaló kondenzátorok vagy a leválasztó kondenzátorok megoldhatnak néhány problémát, de figyelembe kell venni a kondenzátorok, átmenők, padok és vezetékek általános impedanciáját. Ez az előadás három aspektusból mutatja be az EMC NYÁK-tervezési technológiáját: a PCB rétegezési stratégiát, az elrendezési ismereteket és a huzalozási szabályokat.

PCB rétegezési stratégia

A vastagság, a folyamat és a rétegek száma az áramköri lap kialakításában nem a kulcsa a probléma megoldásának. A jó rétegezett egymásra helyezés biztosítja a teljesítménybusz megkerülését és szétkapcsolását, valamint minimalizálja a tranziens feszültséget a táprétegen vagy a földrétegen. A jel és a tápegység elektromágneses mezőjének árnyékolásának kulcsa. A jelnyomok szempontjából jó rétegezési stratégia az, hogy az összes jelnyomot egy vagy több rétegre helyezzük, és ezek a rétegek a teljesítményréteg vagy az alapréteg mellett helyezkednek el. A tápegység esetében a jó rétegezési stratégia az, hogy a tápréteg szomszédos a talajréteggel, és a tápréteg és a talajréteg közötti távolság a lehető legkisebb legyen. Ezt nevezzük „rétegezési” stratégiának. Az alábbiakban konkrétan a kiváló PCB rétegezési stratégiáról lesz szó. 1. A huzalozási réteg vetítési síkjának a visszafolyási síkréteg területén kell lennie. Ha a huzalozási réteg nincs a visszafolyó síkréteg vetítési területén, akkor a vezetékezés során a vetítési területen kívül lesznek jelvezetékek, ami „szélsugárzás” problémát okoz, és a jelhurok területe is megnő. , ami fokozott differenciális üzemmódú sugárzást eredményez . 2. Próbálja meg elkerülni a szomszédos vezetékrétegek felállítását. Mivel a párhuzamos jelnyomok a szomszédos huzalozási rétegeken jeláthallást okozhatnak, ha nem lehet elkerülni a szomszédos huzalozási rétegeket, a két huzalozási réteg közötti rétegtávolságot megfelelően növelni kell, és a kábelezési réteg és jeláramköre közötti rétegtávolságot megfelelően növelni kell. csökkenteni kell. 3. A szomszédos síkrétegeknek kerülniük kell vetítési síkjaik átfedését. Mert amikor a vetületek átfedik egymást, a rétegek közötti csatolási kapacitás hatására a rétegek közötti zaj párosul egymással.

Többrétegű tábla kialakítás

Ha az órajel frekvencia meghaladja az 5 MHz-et, vagy a jel felfutási ideje kevesebb, mint 5 ns, a jelhurok területének megfelelő szabályozása érdekében általában többrétegű kártya kialakításra van szükség. A többrétegű kártyák tervezésénél a következő alapelvekre kell ügyelni: 1. A kulcs huzalozási rétege (az a réteg, ahol az óravonal, a buszvonal, az interfész jelvonal, a rádiófrekvenciás vonal, a reset jelvonal, a chip kiválasztó jelvonal és a különböző vezérlőjelek vonalak találhatók) a teljes alapsík mellett kell elhelyezkedni, lehetőleg a két alapsík között, mint amilyen az 1. ábrán látható. A fő jelvonalak általában erős sugárzás vagy rendkívül érzékeny jelvonalak. Az alaplaphoz közeli vezetékezés csökkentheti a jelhurok területét, csökkentheti a sugárzás intenzitását vagy javíthatja az interferencia elleni képességet.

1. ábra A kulcs huzalozási rétege a két alapsík között van

2. A teljesítménysíkot vissza kell húzni a szomszédos alaplaphoz képest (ajánlott érték 5H～20H). A teljesítménysík visszahúzása a visszatérő alapsíkhoz képest hatékonyan elnyomhatja az „élsugárzás” problémát.

Ezenkívül a tábla fő munkasíkjának (a legszélesebb körben használt teljesítménysíknak) közel kell lennie az alapsíkjához, hogy hatékonyan csökkentse a tápáram hurokterületét, amint az a 3. ábrán látható.

3. ábra A teljesítménysíknak közel kell lennie az alapsíkjához

3. Nincs-e 50 MHz ≥XNUMX MHz-es jelvezeték a kártya FELSŐ és ALSÓ rétegén. Ha igen, akkor a legjobb a nagyfrekvenciás jelet a két síkréteg között sétáltatni, hogy elnyomja a térbe irányuló sugárzását.

Egyrétegű tábla és kétrétegű tábla kialakítás

Az egyrétegű és kétrétegű táblák tervezésénél figyelmet kell fordítani a kulcsjeladó vezetékek és a tápvezetékek kialakítására. A tápvezeték mellett és azzal párhuzamosan földvezetéknek kell lennie, hogy csökkentse a tápáramhurok területét. A „Guide Ground Line”-t az egyrétegű tábla kulcsjelvonalának mindkét oldalán kell elhelyezni, a 4. ábrán látható módon. A kétrétegű tábla kulcsjelvonal-vetítési síkjának nagy földterülettel kell rendelkeznie. , vagy ugyanazzal a módszerrel, mint az egyrétegű kártya, tervezze meg a „Guide Ground Line”-t, az 5. ábrán látható módon. A kulcsjelvonal mindkét oldalán található „védőföldelő vezeték” egyrészt csökkentheti a jelhurok területét, valamint megakadályozza az áthallást a jelvezeték és más jelvonalak között.

Általánosságban elmondható, hogy a nyomtatott áramköri lapok rétegezése az alábbi táblázat szerint tervezhető meg.

PCB-elrendezési ismeretek

A NYÁK-elrendezés tervezésekor teljes mértékben tartsa be azt a tervezési elvet, hogy a jel áramlási iránya mentén egyenes vonalat helyezzen el, és próbálja meg elkerülni az oda-vissza hurkolást, amint az a 6. ábrán látható. Ezzel elkerülhető a közvetlen jelcsatolás, és befolyásolhatja a jel minőségét. Ezen túlmenően, az áramkörök és az elektronikus alkatrészek közötti kölcsönös interferencia és csatolás elkerülése érdekében az áramkörök elhelyezése és az alkatrészek elrendezése a következő elvek szerint történik:

1. Ha a kártyán „tiszta föld” interfész van kialakítva, akkor a szűrő és leválasztó komponenseket a „tiszta föld” és a munkaföld közötti szigetelősávra kell helyezni. Ez megakadályozhatja, hogy a szűrő vagy szigetelő eszközök egymáshoz kapcsolódjanak a síkrétegen keresztül, ami gyengíti a hatást. Ráadásul a „tiszta talajon” a szűrő- és védőberendezéseken kívül más eszköz nem helyezhető el. 2. Ha több modul áramkör van elhelyezve ugyanazon a PCB-n, a digitális és analóg áramköröket, valamint a nagy sebességű és kis sebességű áramköröket külön kell elhelyezni, hogy elkerüljük a kölcsönös interferenciát a digitális áramkörök, analóg áramkörök, nagy sebességű áramkörök és alacsony sebességű áramkörök. Ezen túlmenően, amikor egyidejűleg nagy, közepes és alacsony sebességű áramkörök vannak az áramköri lapon, hogy megakadályozzák a nagyfrekvenciás áramkörök zajának kisugárzását az interfészen keresztül.

3. Az áramköri lap tápfeszültség bemeneti portjának szűrőáramkörét az interfész közelében kell elhelyezni, hogy megakadályozza a szűrt áramkör újbóli csatlakoztatását.

8. ábra A táp bemeneti port szűrő áramkörét az interfész közelében kell elhelyezni

4. Az interfész áramkör szűrő, védelmi és leválasztó komponensei a 9. ábrán látható módon az interfész közelében vannak elhelyezve, amellyel hatékonyan lehet elérni a védelem, szűrés és leválasztás hatásait. Ha az interfészen szűrő és védőáramkör is van, akkor az előbb védelem, majd a szűrés elvét kell követni. Mivel a védőáramkört külső túlfeszültség- és túláram-elnyomásra használják, ha a védőáramkört a szűrőáramkör után helyezik el, a szűrőáramkör túlfeszültség és túláram miatt megsérül. Ezen túlmenően, mivel az áramkör bemeneti és kimeneti vonalai gyengítik a szűrési, leválasztási vagy védelmi hatást, ha egymáshoz kapcsolódnak, ügyeljen arra, hogy a szűrő áramkör (szűrő), leválasztó és védelmi áramkör bemeneti és kimeneti vezetékei ne párosítsa egymással az elrendezés során.

5. Az érzékeny áramkörök vagy eszközök (például visszaállító áramkörök stb.) legalább 1000 mérföldre legyenek a kártya minden szélétől, különösen a kártya interfész szélétől.

6. Az energiatároló és a nagyfrekvenciás szűrőkondenzátorokat a nagy áramváltozást mutató egységáramkörök vagy eszközök (például a tápegység bemeneti és kimeneti kapcsai, ventilátorok és relék) közelében kell elhelyezni, hogy csökkentsék a hurokterületet. nagy áramhurok.

7. A szűrőelemeket egymás mellé kell helyezni, hogy megakadályozzuk a szűrt áramkör ismételt megzavarását.

8. Tartsa az erős sugárzást kibocsátó eszközöket, például kristályokat, kristályoszcillátorokat, reléket és kapcsolóüzemű tápegységeket legalább 1000 mérföldre a kártya interfész csatlakozóitól. Ily módon az interferencia közvetlenül kisugározható, vagy az áram a kimenő kábelre csatlakoztatható, hogy kifelé sugározzon.

PCB bekötési szabályok

Az alkatrészek kiválasztásán és az áramköri tervezésen túl a jó nyomtatott áramköri lap (PCB) vezetékezés is nagyon fontos tényező az elektromágneses kompatibilitásban. Mivel a PCB a rendszer szerves része, az elektromágneses kompatibilitás javítása a PCB-kábelezésben nem jár többletköltséggel a termék végső elkészítéséhez. Mindenkinek emlékeznie kell arra, hogy a rossz PCB-elrendezés több elektromágneses kompatibilitási problémát okozhat, nem pedig megszünteti azokat. Sok esetben még a szűrők és alkatrészek hozzáadása sem tudja megoldani ezeket a problémákat. Végül az egész táblát újra kellett huzalozni. Ezért ez a legköltséghatékonyabb módja a jó PCB-bekötési szokások kialakításának az elején. Az alábbiakban bemutatunk néhány általános szabályt a NYÁK-kábelezésre, valamint a tápvezetékek, földvezetékek és jelvezetékek tervezési stratégiáit. Végül ezeknek a szabályoknak megfelelően javítási intézkedéseket javasolunk a légkondicionáló tipikus nyomtatott áramkörére vonatkozóan. 1. A vezetékek szétválasztása A vezetékek szétválasztásának funkciója az, hogy minimalizálja az áthallást és a zajcsatolást a szomszédos áramkörök között a PCB azonos rétegében. A 3W-os specifikáció kimondja, hogy minden jelet (óra, videó, hang, reset stb.) vonaltól vonalig, éltől élig le kell szigetelni, ahogy az a 10. ábrán is látható. A mágneses csatolás további csökkentése érdekében a referencia földelés a kulcsjel közelében elhelyezve, hogy elszigetelje a többi jelvezeték által keltett csatolási zajt.

2. Védelem és söntvonal beállítása A sönt és védővonal nagyon hatékony módszer a kulcsjelek, például a rendszerórajelek elkülönítésére és védelmére zajos környezetben. A 21. ábrán a NYÁK-ban lévő párhuzamos vagy védőáramkör a kulcsjel áramköre mentén van elhelyezve. A védőáramkör nemcsak a csatoló mágneses fluxust választja le, amelyet más jelvezetékek generálnak, hanem a kulcsjeleket is leválasztja a más jelvezetékekkel való csatolástól. A söntvezeték és a védővezeték közötti különbség az, hogy a söntvezetéket nem kell lezárni (földelni), hanem a védővezeték mindkét végét a földeléssel kell összekötni. A csatolás további csökkentése érdekében a többrétegű NYÁK-ban lévő védelmi áramkört minden második szegmensben hozzá lehet adni egy földeléshez.

3. A tápvezeték kialakítása a nyomtatott áramköri áram nagyságán alapul, és a tápvezeték szélessége a lehető legvastagabb a hurokellenállás csökkentése érdekében. Ezzel egyidejűleg állítsa összhangba a tápvezeték és a földvonal irányát az adatátvitel irányával, ami segít a zajcsillapító képesség javításában. Egy vagy dupla panelben, ha a tápvezeték nagyon hosszú, akkor 3000 milenként kell egy leválasztó kondenzátort a földre adni, és a kondenzátor értéke 10uF+1000pF.

Földvezeték kialakítás

A földvezetékek tervezésének alapelvei a következők:

(1) A digitális földelés el van választva az analógtól. Ha az áramköri lapon logikai és lineáris áramkörök is vannak, azokat a lehető legnagyobb mértékben el kell választani egymástól. Az alacsony frekvenciájú áramkör földelését lehetőleg egy ponton párhuzamosan kell földelni. Ha a tényleges vezetékezés nehézkes, akkor részben sorba köthető, majd párhuzamosan földelhető. A nagyfrekvenciás áramkört sorosan több ponton le kell földelni, a földelő vezetéket rövidre és bérbe kell venni, a rácsszerű, nagy felületű földelőfóliát pedig lehetőleg a nagyfrekvenciás alkatrész körül kell használni.

(2) A földelő vezetéknek a lehető legvastagabbnak kell lennie. Ha a földelővezeték nagyon szoros vezetéket használ, a földpotenciál az áram változásával változik, ami csökkenti a zajcsillapító teljesítményt. Ezért a földelő vezetéket meg kell vastagítani, hogy a nyomtatott táblán megengedett áram háromszorosát átengedje. Ha lehetséges, a földelő vezetéknek 2-3 mm-nek vagy nagyobbnak kell lennie.

(3) A földelő vezeték zárt hurkot képez. A csak digitális áramkörökből álló nyomtatott kártyák esetében a legtöbb földelő áramkör hurokba van rendezve a zajállóság javítása érdekében.

Jelvonal tervezés

Kulcsjelvonalak esetében, ha a kártya rendelkezik belső jelvezeték-réteggel, a kulcsjelvezetékeket, például az órákat a belső rétegre kell fektetni, és az előnyben részesített vezetékrétegnek kell elsőbbséget élveznie. Ezen túlmenően, a kulcsjelvonalakat nem szabad átvezetni a partíció területén, beleértve a referenciasík-réseket is, amelyeket átmenetek és padok okoznak, különben ez a jelhurok területének növekedéséhez vezet. A kulcsjelvonalnak pedig 3H-nál távolabb kell lennie a referenciasík szélétől (H a vonal magassága a referenciasíktól), hogy elnyomja az élsugárzás hatását. Óravonalak, buszvonalak, rádiófrekvenciás vonalak és más erős sugárzási jelvonalak és alaphelyzetbe állító jelvonalak, chipválasztó jelvonalak, rendszervezérlő jelek és egyéb érzékeny jelvonalak esetében tartsa távol őket az interfésztől és a kimenő jelvonalaktól. Ez megakadályozza, hogy az erősen sugárzó jelvonalon az interferencia a kimenő jelvezetékhez kapcsolódjon és kifelé sugározzon; és elkerüli az interfész kimenő jelvonala által az érzékeny jelvezetékre történő csatolásból bevitt külső interferenciát, ami a rendszer hibás működését okozza. A differenciáljelvezetékeknek ugyanazon a rétegen, egyenlő hosszúságúaknak kell lenniük, és párhuzamosan kell futniuk, az impedanciát egyenletesen kell tartani, és a differenciálvonalak között nem lehet más vezeték. Mivel a differenciálvonalpár közös módusú impedanciája egyenlő, javítható az interferencia elleni képessége. A fenti huzalozási szabályok szerint a légkondicionáló tipikus nyomtatott áramköri áramkörét javítják és optimalizálják.