I. מבוא

הדרכים לדכא הפרעות על לוח PCB הם:

1. צמצם את שטח לולאת האותות של מצב דיפרנציאלי.

2. הפחתת החזרת רעש בתדר גבוה (סינון, בידוד והתאמה).

3. הפחת את מתח המצב המשותף (תכנון הארקה). 47 עקרונות של תכנון PCB EMC במהירות גבוהה II. סיכום עקרונות עיצוב PCB

עקרון 1: תדר שעון PCB עולה על 5MHZ או שזמן עליית האות הוא פחות מ-5ns, בדרך כלל צריך להשתמש בעיצוב לוח רב-שכבתי.

סיבה: ניתן לשלוט היטב באזור לולאת האות על ידי אימוץ עיצוב לוח רב-שכבתי.

עיקרון 2: עבור לוחות רב-שכבתיים, שכבות החיווט המרכזיות (השכבות שבהן נמצאים קווי שעון, אוטובוסים, קווי אות ממשק, קווי תדר רדיו, קווי אות איפוס, קווי אות לבחירת שבב וקווי אות בקרה שונים) צריכות להיות סמוכות. למישור ההארקה השלם. רצוי בין שני מטוסי הארקה.

סיבה: קווי האות העיקריים הם בדרך כלל קרינה חזקה או קווי אות רגישים במיוחד. חיווט קרוב למישור ההארקה יכול להפחית את שטח לולאת האות, להפחית את עוצמת הקרינה או לשפר את יכולת האנטי-הפרעות.

עיקרון 3: עבור לוחות חד-שכבתיים, שני הצדדים של קווי אות מפתח צריכים להיות מכוסים באדמה.

סיבה: אות המפתח מכוסה באדמה משני הצדדים, מצד אחד, הוא יכול להקטין את שטח לולאת האות, ומצד שני, הוא יכול למנוע את ההצלבה בין קו האות לקווי האות האחרים.

עקרון 4: עבור לוח דו-שכבתי, יש להניח שטח גדול של קרקע על מישור ההקרנה של קו האות המפתח, או זהה ללוח חד-צדדי.

סיבה: זהה לזה שאות המפתח של הלוח הרב-שכבתי קרוב למישור ההארקה.

עיקרון 5: בלוח רב שכבתי, יש להחזיר את מישור הכוח לאחור ב-5H-20H ביחס למישור ההארקה הסמוך לו (H הוא המרחק בין ספק הכוח למישור ההארקה).

סיבה: השקע של מישור הכוח ביחס למישור ההארקה החוזר שלו יכול למעשה לדכא את בעיית קרינת הקצה.

עיקרון 6: מישור ההקרנה של שכבת החיווט צריך להיות באזור שכבת מישור הזרימה מחדש.

סיבה: אם שכבת החיווט אינה באזור ההקרנה של שכבת מישור הזרימה מחדש, זה יגרום לבעיות קרינת קצה ולהגדיל את שטח לולאת האות, וכתוצאה מכך קרינה מוגברת במצב דיפרנציאלי.

עיקרון 7: בלוחות רב-שכבתיים, לא צריכים להיות קווי אות הגדולים מ-50MHZ בשכבות העליונות והתחתונות של הלוח הבודד. סיבה: עדיף ללכת עם האות בתדר גבוה בין שתי שכבות המישור כדי לדכא את הקרינה שלו לחלל.

עיקרון 8: עבור לוחות בודדים עם תדרי פעולה ברמת הלוח הגבוהים מ-50MHz, אם השכבה השנייה והשכבה הלפני אחרונה הן שכבות חיווט, יש לכסות את השכבות העליונות והתחתונות בנייר נחושת מוארק.

סיבה: עדיף ללכת עם האות בתדר גבוה בין שתי שכבות המישור כדי לדכא את הקרינה שלו לחלל.

Principle 9: In a multilayer board, the main working power plane (the most widely used power plane) of the single board should be in close proximity to its ground plane.

סיבה: מישור הכוח ומישור ההארקה הסמוכים יכולים לצמצם ביעילות את שטח הלולאה של מעגל החשמל.

עיקרון 10: בלוח חד-שכבתי חייב להיות חוט הארקה ליד ומקביל לעקבת החשמל.

סיבה: צמצם את שטח לולאת הזרם של ספק הכוח.

עקרון 11: בלוח דו-שכבתי, חייב להיות חוט הארקה ליד ומקביל לעקבת החשמל.

סיבה: צמצם את שטח לולאת הזרם של ספק הכוח.

עיקרון 12: בעיצוב השכבות, נסו להימנע משכבות חיווט סמוכות. אם אין מנוס מכך ששכבות החיווט צמודות זו לזו, יש להגדיל את מרווח השכבות בין שתי שכבות החיווט כראוי, ולהקטין את מרווח השכבות בין שכבת החיווט למעגל האותות שלה.

סיבה: עקבות אות מקבילים בשכבות חיווט סמוכות עלולות לגרום להצלבת אותות.

עקרון 13: שכבות מישור סמוכות צריכות להימנע מחפיפה של מישורי ההקרנה שלהן.

סיבה: כאשר ההקרנות חופפות, קיבולת הצימוד בין השכבות יגרום לרעש בין השכבות להתחבר זו לזו.

עיקרון 14: בעת תכנון פריסת ה-PCB, הקפידו על עקרון התכנון של מיקום בקו ישר לאורך כיוון זרימת האות, ונסו להימנע מלולאה קדימה ואחורה.

סיבה: הימנע מצימוד אות ישיר והשפיע על איכות האות.

עקרון 15: כאשר מעגלים מרובים מודול ממוקמים על אותו PCB, מעגלים דיגיטליים ומעגלים אנלוגיים, ומעגלים מהירים ומהירות נמוכה צריכים להיות מונחים בנפרד.

סיבה: הימנע מהפרעות הדדיות בין מעגלים דיגיטליים, מעגלים אנלוגיים, מעגלים מהירים ומעגלים במהירות נמוכה.

עקרון 16: כאשר ישנם מעגלים במהירות גבוהה, בינונית ונמוכה על לוח המעגלים בו-זמנית, עקבו אחר המעגלים המהירים והבינוניים והתרחקו מהממשק.

סיבה: הימנע מרעש מעגל בתדר גבוה מקרינה החוצה דרך הממשק.

עיקרון 17: יש למקם קבלים לאחסון אנרגיה וקבלים מסננים בתדר גבוה ליד מעגלי יחידה או התקנים בעלי שינויי זרם גדולים (כגון מודולי אספקת חשמל: מסופי כניסה ויציאה, מאווררים וממסרים).

סיבה: קיומם של קבלים לאחסון אנרגיה יכול להקטין את שטח הלולאה של לולאות זרם גדולות.

עקרון 18: יש למקם את מעגל הסינון של יציאת כניסת החשמל של המעגל קרוב לממשק. סיבה: כדי למנוע מהקו שסונן להתחבר שוב.

עקרון 19: על ה-PCB, יש למקם את רכיבי הסינון, ההגנה והבידוד של מעגל הממשק קרוב לממשק.

סיבה: זה יכול להשיג ביעילות את ההשפעות של הגנה, סינון ובידוד.

עקרון 20: אם יש בממשק גם מסנן וגם מעגל הגנה, יש לפעול לפי העיקרון של הגנה ראשונה ואחר כך סינון.

סיבה: מעגל ההגנה משמש לדיכוי מתח יתר וזרם יתר חיצוניים. אם מעגל ההגנה ממוקם אחרי מעגל המסנן, מעגל המסנן ייפגע ממתח יתר וזרם יתר.