Құрамдас бөліктерді және схема дизайнын таңдаудан басқа, жақсы баспа платасы (PCB) дизайны да электромагниттік үйлесімділіктің өте маңызды факторы болып табылады. ПХД EMC дизайнының кілті – қайта ағу аймағын мүмкіндігінше азайту және қайта ағу жолының дизайн бағыты бойынша ағуына мүмкіндік беру. Қайтару тоғының ең көп тараған мәселелері тірек жазықтықтағы жарықтар, тірек жазықтық қабатының өзгеруі және қосқыш арқылы өтетін сигналдан туындайды. Секіргіш конденсаторлар немесе айырғыш конденсаторлар кейбір мәселелерді шешуі мүмкін, бірақ конденсаторлардың, жолдардың, төсемдердің және сымдардың жалпы кедергісін ескеру қажет. Бұл дәріс ЭМС-тің ПХД жобалау технологиясын үш аспектіден таныстырады: ПХД қабаттау стратегиясы, орналасу дағдылары және сымдарды қосу ережелері.

ПХД қабаттау стратегиясы

Қалыңдығы, процесс арқылы және схемалық тақша дизайнындағы қабаттардың саны мәселені шешудің кілті емес. Жақсы қабатты қабаттастыру қуат шинасын айналып өтуді және ажыратуды қамтамасыз ету және қуат қабатындағы немесе жер қабатындағы өтпелі кернеуді азайту болып табылады. Сигнал мен қуат көзінің электромагниттік өрісін қорғау кілті. Сигнал іздері тұрғысынан барлық сигнал іздерін бір немесе бірнеше қабаттарға қою жақсы қабаттау стратегиясы болуы керек және бұл қабаттар қуат қабатының немесе жер қабатының жанында орналасады. Электрмен жабдықтау үшін жақсы қабаттау стратегиясы қуат қабаты жер қабатына іргелес болуы керек, ал қуат қабаты мен жер қабаты арасындағы қашықтық мүмкіндігінше аз болуы керек. Мұны біз «қабат» стратегиясы деп атаймыз. Төменде біз ПХД қабатының тамаша стратегиясы туралы нақты айтатын боламыз. 1. Сымдар қабатының проекциялық жазықтығы оның қайта ағу жазықтығы қабатының аймағында болуы керек. Егер сым қабаты қайта ағынды жазықтық қабатының проекциялық аймағында болмаса, сымдарды қосу кезінде проекция аймағынан тыс сигналдық сызықтар болады, бұл «шеттік сәулелену» мәселесін тудырады, сонымен қатар сигналдық цикл аймағының ұлғаюына әкеледі. , нәтижесінде дифференциалды режимнің сәулеленуі артады. 2. Көрші сым қабаттарын орнатудан аулақ болуға тырысыңыз. Көрші сым қабаттарындағы параллель сигнал іздері сигналдың айқастығын тудыруы мүмкін болғандықтан, егер көрші сым қабаттарынан аулақ болу мүмкін болмаса, екі сым қабаты арасындағы қабат аралығын тиісті түрде арттыру керек, ал сым қабаты мен оның сигнал тізбегі арасындағы қабат аралығы қажет. қысқарту. 3. Көршілес жазық қабаттар өздерінің проекциялық жазықтықтарының қабаттасуына жол бермеу керек. Өйткені проекциялар бір-біріне сәйкес келгенде, қабаттар арасындағы ілінісу сыйымдылығы қабаттар арасындағы шуды бір-бірімен байланыстырады.

Көпқабатты тақтаның дизайны

Сағат жиілігі 5 МГц-тен асқанда немесе сигналдың көтерілу уақыты 5 нс-тен аз болғанда, сигнал циклінің аймағын жақсы басқару үшін әдетте көп қабатты тақта дизайны қажет. Көпқабатты тақталарды жобалау кезінде келесі принциптерге назар аудару керек: 1. Кілттік сым қабаты (сағаттық желі, шина сызығы, интерфейстік сигнал сызығы, радиожиілік сызығы, сигналды қалпына келтіру сызығы, чипті таңдау сигнал сызығы және әртүрлі басқару сигналы орналасқан қабат. сызықтар орналасқан) жердің толық жазықтығына іргелес, жақсырақ екі жер жазықтарының арасында болуы керек, мысалы 1-суретте көрсетілген. Негізгі сигнал желілері әдетте күшті сәулелену немесе өте сезімтал сигнал сызықтары болып табылады. Жер бетіндегі жазықтыққа жақын сымдар сигнал тізбегінің ауданын азайтуы, сәулелену қарқындылығын төмендетуі немесе кедергіге қарсы қабілетін жақсартуы мүмкін.

Figure 1 The key wiring layer is between the two ground planes

2. Қуат жазықтығы оның көршілес жер жазықтығына қатысты тартылуы керек (ұсынылатын мән 5H～20H). Қуат ұшағын оның қайтып келетін жер жазықтығына қатысты кері тарту «шеттік сәулелену» мәселесін тиімді басуға болады.

In addition, the main working power plane of the board (the most widely used power plane) should be close to its ground plane to effectively reduce the loop area of ​​the power supply current, as shown in Figure 3.

Figure 3 The power plane should be close to its ground plane

3. Whether there is no signal line ≥50MHz on the TOP and BOTTOM layers of the board. If so, it is best to walk the high-frequency signal between the two plane layers to suppress its radiation to the space.

Single-layer board and double-layer board design

Бір қабатты және екі қабатты тақталарды жобалау үшін негізгі сигнал желілері мен электр желілерінің дизайнына назар аудару керек. Қуат тогы контурының ауданын азайту үшін қуат ізінің жанында және оған параллель жерге тұйықтау сымы болуы керек. 4-суретте көрсетілгендей, бір қабатты тақтаның негізгі сигналдық сызығының екі жағында «бағыттаушы жер сызығы» төселуі керек. Екі қабатты тақтаның кілттік сигнал сызығының проекциялық жазықтығында жердің үлкен ауданы болуы керек. , немесе бір қабатты тақтамен бірдей әдіс, 5-суретте көрсетілгендей «Бағыттауыш жер желісін» жобалаңыз. Негізгі сигнал сызығының екі жағындағы «қорғаушы жерге сым» бір жағынан сигнал тізбегі аймағын азайта алады, сондай-ақ сигнал сызығы мен басқа сигнал желілері арасындағы айқасуды болдырмайды.

Жалпы алғанда, ПХД тақтасының қабатын келесі кестеге сәйкес жобалауға болады.

PCB layout skills

When designing the PCB layout, fully comply with the design principle of placing in a straight line along the signal flow direction, and try to avoid looping back and forth, as shown in Figure 6. This can avoid direct signal coupling and affect signal quality. In addition, in order to prevent mutual interference and coupling between circuits and electronic components, the placement of circuits and the layout of components should follow the following principles:

1. Тақтада «таза жер» интерфейсі жобаланса, сүзгілеу және оқшаулау компоненттері «таза жер» мен жұмыс алаңы арасындағы оқшаулау жолағына орналастырылуы керек. Бұл әсерді әлсірететін сүзгі немесе оқшаулау құрылғыларының жазық қабат арқылы бір-біріне қосылуын болдырмайды. Сонымен қатар, «таза жерге» сүзгілеу және қорғау құрылғыларынан басқа, басқа құрылғыларды орналастыруға болмайды. 2. Бірнеше модуль тізбегі бір ПХД-ға орналастырылған кезде, цифрлық тізбектер, аналогтық тізбектер, жоғары жылдамдықты тізбектер және сандық тізбектер арасындағы өзара кедергілерді болдырмау үшін сандық және аналогтық схемалар, сондай-ақ жоғары жылдамдықты және төмен жылдамдықты тізбектер бөлек салынуы керек. төмен жылдамдықты тізбектер. Сонымен қатар, жоғары жиілікті тізбек шуының интерфейс арқылы сыртқа таралуын болдырмау үшін, жоғары, орташа және төмен жылдамдықты тізбектер бір уақытта схема тақтасында болған кезде.

3. Сүзгіден өткен тізбектің қайта қосылуына жол бермеу үшін схемалық платаның қуат кіріс портының сүзгі тізбегі интерфейске жақын орналасуы керек.

Figure 8 The filter circuit of the power input port should be placed close to the interface

4. The filtering, protection and isolation components of the interface circuit are placed close to the interface, as shown in Figure 9, which can effectively achieve the effects of protection, filtering and isolation. If there is both a filter and a protection circuit at the interface, the principle of first protection and then filtering should be followed. Because the protection circuit is used for external overvoltage and overcurrent suppression, if the protection circuit is placed after the filter circuit, the filter circuit will be damaged by overvoltage and overcurrent. In addition, since the input and output lines of the circuit will weaken the filtering, isolation or protection effect when they are coupled with each other, ensure that the input and output lines of the filter circuit (filter), isolation and protection circuit do not couple with each other during layout.

5. Sensitive circuits or devices (such as reset circuits, etc.) should be at least 1000 mil away from each edge of the board, especially the edge of the board interface.

6. Энергияны сақтау және жоғары жиілікті сүзгі конденсаторлары контурдың ауданын азайту үшін блоктың тізбектерінің немесе токтың үлкен өзгерістері бар құрылғылардың (мысалы, қуат модулінің кіріс және шығыс терминалдары, желдеткіштер және реле) жанына орналастырылуы керек. үлкен ток контуры.

7. Сүзгіден өткен контурға қайтадан кедергі келтірмеу үшін сүзгі компоненттерін қатар қою керек.

8. Кристаллдар, кристалдық осцилляторлар, релелер және коммутациялық қуат көздері сияқты күшті сәулелену құрылғыларын тақта интерфейсінің қосқыштарынан кемінде 1000 миль қашықтықта ұстаңыз. Осылайша, кедергі тікелей сәулеленуі мүмкін немесе токты сыртқа сәуле шығару үшін шығыс кабельге қосуға болады.

ПХД сымдарын қосу ережелері

Құрамдас бөліктер мен схема дизайнын таңдаудан басқа, жақсы баспа схемасы (ПХД) сымдары да электромагниттік үйлесімділіктің өте маңызды факторы болып табылады. ПХД жүйенің ажырамас құрамдас бөлігі болғандықтан, ПХД сымдарында электромагниттік үйлесімділікті арттыру өнімнің соңғы аяқталуына қосымша шығындар әкелмейді. Кез келген адам ПХД-ның нашар орналасуы оларды жоюдың орнына, электромагниттік үйлесімділік мәселелерін тудыруы мүмкін екенін есте ұстауы керек. Көптеген жағдайларда тіпті сүзгілер мен компоненттерді қосу бұл мәселелерді шеше алмайды. Ақырында, бүкіл тақтаны қайта қосу керек болды. Сондықтан, бұл бастапқыда жақсы ПХД сымын қосу әдеттерін дамытудың ең үнемді жолы. Төменде ПХД сымдарының кейбір жалпы ережелері және электр желілерінің, жер желілерінің және сигналдық желілердің жобалау стратегиялары енгізіледі. Соңында, осы ережелерге сәйкес, кондиционердің типтік баспа платасының схемасы үшін жақсарту шаралары ұсынылады. 1. Сымдарды бөлу Сымдарды бөлу функциясы ПХД бір қабатындағы көрші тізбектер арасындағы айқаспалы және шуды байланыстыруды азайту болып табылады. 3 Вт спецификациясы 10-суретте көрсетілгендей барлық сигналдар (сағат, бейне, аудио, қалпына келтіру және т.б.) сызықтан сызыққа, шеттен шетке оқшаулануы керек екенін айтады. Магниттік муфтаны одан әрі азайту үшін, анықтамалық жерге қосу болып табылады. басқа сигнал желілері тудыратын қосылыс шуын оқшаулау үшін кілт сигналының жанында орналастырылған.

2. Қорғау және шунттау желісін орнату Шунт және қорғаныс сызығы – шулы ортадағы жүйелік тактілік сигналдар сияқты негізгі сигналдарды оқшаулау және қорғаудың өте тиімді әдісі. 21-суретте ПХД-дағы параллельді немесе қорғаныс тізбегі кілттік сигнал тізбегі бойымен салынған. Қорғаныс тізбегі басқа сигнал желілері тудыратын қосылыстардың магниттік ағынын оқшаулап қана қоймайды, сонымен қатар негізгі сигналдарды басқа сигнал желілерімен біріктіруден оқшаулайды. Маневр сызығының қорғаныс сызығынан айырмашылығы мынада: шунт желісінің аяқталуы (жерге қосылуы) қажет емес, бірақ қорғаныс сызығының екі ұшы жерге қосылуы керек. Іліністерді одан әрі азайту үшін көпқабатты ПХД-дағы қорғаныс тізбегі әрбір басқа сегментке жерге апаратын жолмен қосылуы мүмкін.

3. Электр желісінің дизайны баспа платасының ток өлшеміне негізделген, ал электр желісінің ені контурдың кедергісін азайту үшін мүмкіндігінше қалың. Сонымен қатар, электр желісі мен жер желісінің бағытын деректерді беру бағытымен сәйкестендіріңіз, бұл шуға қарсы қабілетті арттыруға көмектеседі. Жалғыз немесе қос панельде, егер электр желісі өте ұзын болса, әр 3000 миль сайын жерге ажырататын конденсаторды қосу керек, ал конденсатордың мәні 10 мкФ+1000пФ құрайды.

Топырақ сымының дизайны

Жер сымдарын жобалау принциптері:

(1) Сандық жер аналогтық жерден бөлінген. Платада логикалық схемалар да, сызықтық схемалар да болса, оларды мүмкіндігінше бөлу керек. Төмен жиілікті тізбектің жерге тұйықталуын мүмкіндігінше бір нүктеде параллельді жерге қосу керек. Нақты сым қиын болған кезде, оны ішінара серияға қосып, содан кейін параллель жерге қосуға болады. Жоғары жиілікті тізбекті бірнеше нүктеде тізбектей жерге тұйықтау керек, жерге қосу сымы қысқа және жалға алынған болуы керек, ал тор тәрізді үлкен аумақты жерге тұйықтау фольгасын мүмкіндігінше жоғары жиілікті құрамдас бөліктің айналасында пайдалану керек.

(2) Жерге қосу сымы мүмкіндігінше қалың болуы керек. Егер жерге сым өте тығыз сызықты пайдаланса, жерге потенциалы токтың өзгеруімен өзгереді, бұл шуға қарсы өнімділікті төмендетеді. Сондықтан жердегі сым басып шығарылған тақтадағы рұқсат етілген токтан үш есе өтуі үшін қалыңдатылуы керек. Мүмкін болса, жерге қосу сымы 2~3мм немесе одан да көп болуы керек.

(3) The ground wire forms a closed loop. For printed boards composed only of digital circuits, most of their grounding circuits are arranged in loops to improve noise resistance.

Сигнал желісінің дизайны

Негізгі сигнал желілері үшін, егер тақтаның ішкі сигналдық сым қабаты болса, сағаттар сияқты негізгі сигнал желілері ішкі қабатқа салынуы керек және басымдық таңдаулы сым қабатына беріледі. Сонымен қатар, негізгі сигнал желілерін бөлу аймағы бойынша, соның ішінде жолдар мен төсемдерден туындаған тірек жазықтық саңылауларымен бағыттауға болмайды, әйтпесе бұл сигналдық цикл аймағының ұлғаюына әкеледі. Ал негізгі сигнал сызығы шеткі сәулелену әсерін басу үшін тірек жазықтықтың шетінен 3Н артық болуы керек (H – тірек жазықтықтан сызықтың биіктігі). Сағат желілері, автобус желілері, радиожиілік желілері және басқа да күшті сәулелену сигналдары желілері және қалпына келтіру сигнал желілері, чипті таңдау сигнал желілері, жүйені басқару сигналдары және басқа да сезімтал сигнал желілері үшін оларды интерфейс пен шығыс сигнал желілерінен алшақ ұстаңыз. Бұл күшті сәулеленетін сигнал желісіндегі кедергінің шығыс сигнал сызығына қосылуын және сыртқа сәулеленуін болдырмайды; сондай-ақ жүйенің дұрыс жұмыс істемеуін тудыратын сезімтал сигнал сызығына қосылудан болатын интерфейс шығыс сигнал сызығы әкелетін сыртқы кедергілерді болдырмайды. Дифференциалдық сигнал желілері бір қабатта, бірдей ұзындықта болуы және кедергіні біркелкі сақтай отырып, параллель жүруі керек және дифференциалдық сызықтар арасында басқа сымдар болмауы керек. Дифференциалдық сызық жұбының жалпы режимдік кедергісі тең болуы қамтамасыз етілгендіктен, оның кедергіге қарсы қабілетін жақсартуға болады. Жоғарыда келтірілген сымдарды қосу ережелеріне сәйкес, кондиционердің типтік баспа схемасы жақсартылған және оңтайландырылған.