Компоненттерди жана схеманын дизайнын тандоодон тышкары, жакшы басма схемасы (ПКБ) дизайны да электромагниттик шайкештикте абдан маанилүү фактор болуп саналат. PCB EMC дизайнынын ачкычы – бул кайра агып чыгуу аянтын мүмкүн болушунча кыскартуу жана кайра агып чыгуу жолу дизайн багытында агып кетүү. Эң кеңири таралган кайтаруу агымы көйгөйлөрү референттик тегиздиктеги жаракалардан, маалымдама тегиздик катмарын өзгөртүүдөн жана туташтыргыч аркылуу агып жаткан сигналдан келип чыгат. Секирүү конденсаторлору же ажыратуу конденсаторлору кээ бир көйгөйлөрдү чечиши мүмкүн, бирок конденсаторлордун жалпы импеданстары, вентиляторлор, прокаттар жана зымдар каралышы керек. Бул лекция EMCдин PCB дизайн технологиясын үч аспектиден тааныштырат: PCB катмарлоо стратегиясы, жайгашуу көндүмдөрү жана зымдарды өткөрүү эрежелери.

PCB катмарлоо стратегиясы

Калыңдыгы, процесс аркылуу жана схеманын дизайнындагы катмарлардын саны көйгөйдү чечүүнүн ачкычы эмес. Жакшы катмарлуу стоклоо – бул электр шинасын айланып өтүүнү жана ажыратууну камсыз кылуу жана электр катмарындагы же жер катмарындагы убактылуу чыңалууну минималдаштыруу. Сигналдын жана энергиянын электромагниттик талаасын коргоонун ачкычы. Сигнал издеринин көз карашынан алганда, жакшы катмарлоо стратегиясы бардык сигнал издерин бир же бир нече катмарга коюу болушу керек жана бул катмарлар күч катмарынын же жер катмарынын жанында. Электр менен камсыздоо үчүн, жакшы катмарлоо стратегиясы электр катмары жер катмарына жанаша болушу керек, ал эми электр катмары менен жер катмарынын ортосундагы аралык мүмкүн болушунча аз болушу керек. Муну биз “катмарлоо” стратегиясы деп атайбыз. Төмөндө биз эң сонун PCB катмарлоо стратегиясы жөнүндө сүйлөшөбүз. 1. Электр өткөргүч катмарынын проекциялык тегиздиги анын reflow тегиздик катмарынын аймагында болушу керек. Эгерде зымдар катмары кайра агып чыгуучу тегиздик катмарынын проекциялык аймагында болбосо, зымдарды өткөрүүдө проекциялоо аймагынан тышкары сигнал сызыктары пайда болот, бул “четтик нурлануу” көйгөйүн жаратат, ошондой эле сигнал циклинин аянтынын көбөйүшүнө алып келет. , натыйжада дифференциалдык режимдин нурлануусу көбөйөт. 2. Кошуна зым катмарларын орнотуудан качууга аракет кылыңыз. Кошуна зым катмарларындагы параллелдүү сигнал издери сигналдын кайчылашуусуна алып келиши мүмкүн болгондуктан, чектеш зым катмарларынан качуу мүмкүн болбосо, эки зым катмарынын ортосундагы катмардын аралыгы тиешелүү түрдө көбөйтүлүшү керек, ал эми зым катмары менен анын сигнал чынжырынын ортосундагы катмар аралыгы кыскартылуу. 3. Коңшу тегиз катмарлар проекциялык тегиздиктеринин бири-бирин кайталоосуна жол бербөө керек. Анткени проекциялар бири-бирин кайталаганда, катмарлардын ортосундагы бириктирүүчү сыйымдуулук катмарлардын ортосундагы ызы-чуунун бири-бири менен жупташына алып келет.

Көп катмарлуу такта дизайны

Сааттын жыштыгы 5МГц ашканда же сигналдын көтөрүлүү убактысы 5нстен аз болгондо, сигнал циклинин аймагын жакшы көзөмөлдөө үчүн көбүнчө көп катмарлуу такта дизайны талап кылынат. Көп катмарлуу такталарды долбоорлоодо төмөнкү принциптерге көңүл буруу керек: 1. Негизги электр өткөргүч катмары (саат сызыгы, автобус линиясы, интерфейс сигнал линиясы, радио жыштык линиясы, сигналдын линиясы, чипти тандоо сигнал линиясы жана ар кандай башкаруу сигналы болгон катмар. сызыктар жайгашкан) жердин толук тегиздигине жанаша болушу керек, жакшыраак эки жер тегиздигинин ортосунда, мисалы 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Негизги сигнал линиялары жалпысынан күчтүү нурлануу же өтө сезгич сигнал линиялары болуп саналат. Жер тегиздигине жакын зымдар сигнал циклинин аянтын азайтат, радиациянын интенсивдүүлүгүн азайтат же анти-кетерилдүүлүк жөндөмүн жакшыртат.

1-сүрөт Негизги зымдар катмары эки жер тегиздигинин ортосунда

2. Кубаттуу тегиздик анын жанындагы жер тегиздигине салыштырмалуу артка тартылышы керек (сунушталган маани 5H～20H). Анын кайтып келүүчү жер учагына салыштырмалуу күч учагынын артка чегинүүсү “четинин радиациясы” көйгөйүн натыйжалуу баса алат.

Мындан тышкары, 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, тактанын негизги жумушчу кубаттуулук тегиздиги (эң кеңири колдонулган кубаттуулук учагы) анын жер тегиздигине жакын болушу керек, бул XNUMX-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, энергия менен камсыздоо токунун циклинин аянтын натыйжалуу азайтуу үчүн.

3-сүрөт Кубаттуу учак анын жер тегиздигине жакын болушу керек

3. Тактанын ЖОГОРКУ жана ТӨМӨНҮ катмарларында ≥50MHz сигнал сызыгы жокбу. Андай болсо, анын мейкиндикке радиациясын басуу үчүн эки учак катмарынын ортосундагы жогорку жыштыктагы сигналды басып өтүү жакшы.

Бир катмарлуу такта жана эки катмарлуу такта дизайны

Бир кабаттуу жана эки кабаттуу такталарды долбоорлоодо негизги сигналдык линияларды жана электр линияларын долбоорлоого көңүл буруу керек. Электр агымынын циклинин аянтын азайтуу үчүн кубат изинин жанында жана ага параллель жер зымы болушу керек. 4-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бир катмарлуу тактанын негизги сигналдык сызыгынын эки тарабына “Гид Ground Line” төшөлүшү керек. Эки катмарлуу тактанын негизги сигнал сызыгынын проекциялык тегиздигинде жердин чоң аянты болушу керек. , же бир катмарлуу такта сыяктуу эле ыкма, 5-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, “Guide Ground Line” дизайн. Негизги сигнал линиясынын эки тарабындагы “сактоочу жер зымы” бир жагынан сигнал циклинин аймагын азайтышы мүмкүн, ошондой эле сигнал линиясы менен башка сигнал линияларынын ортосундагы кайчылашууну болтурбоо.

Жалпысынан алганда, ПХБ тактасын катмарлоо төмөнкү таблицага ылайык иштелип чыгышы мүмкүн.

PCB жайгаштыруу көндүмдөрү

PCB макетин долбоорлоодо, сигналдын агымынын багыты боюнча түз сызыкта жайгаштыруу долбоорлоо принцибине толугу менен баш ийиңиз жана 6-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, алдыга жана артка айлануудан качууга аракет кылыңыз. Бул түздөн-түз сигналды бириктирүүнү болтурбай, сигналдын сапатына таасирин тийгизет. Мындан тышкары, схемалар менен электрондук компоненттердин ортосундагы өз ара кийлигишүүнү жана туташууларды болтурбоо үчүн, схемаларды жайгаштыруу жана компоненттерди жайгаштыруу төмөнкү принциптерди сактоого тийиш:

1. Эгерде тактада “таза жер” интерфейси иштелип чыкса, чыпкалоочу жана изоляциялоочу компоненттер “таза жер” менен жумушчу жердин ортосундагы изоляция тилкесинде жайгаштырылышы керек. Бул чыпкалоочу же изоляциялык түзүлүштөрдүн тегиз катмар аркылуу бири-бирине кошулуусуна тоскоол болот, бул эффектти алсыратат. Мындан тышкары, “таза жерге” чыпкалоочу жана коргоо шаймандарынан башка эч кандай башка түзүлүштөрдү коюуга болбойт. 2. Бир эле PCBге бир нече модулдук схемалар жайгаштырылса, санариптик схемалар жана аналогдук схемалар, ошондой эле жогорку ылдамдыктагы жана төмөн ылдамдыктагы схемалар санариптик схемалардын, аналогдук схемалардын, жогорку ылдамдыктагы схемалардын жана төмөн ылдамдыктагы схемалар. Мындан тышкары, жогорку жыштыктагы чынжырдын ызы-чуусу интерфейс аркылуу сыртка чыгышына жол бербөө үчүн, жогорку, орто жана төмөнкү ылдамдыктагы схемалар бир эле учурда райондук тактада болгондо.

3. Чыпкаланган схеманын кайра туташтырылышына жол бербөө үчүн схеманын электр киргизүү портунун чыпкасынын чынжырчасы интерфейске жакын жайгаштырылышы керек.

Сүрөт 8 Кубат киргизүү портунун чыпкасынын схемасы интерфейске жакын жайгаштырылышы керек

4. Интерфейс схемасынын чыпкалоочу, коргоо жана изоляциялоочу компоненттери 9-сүрөттө көрсөтүлгөндөй интерфейске жакын жайгаштырылат, алар коргоонун, чыпкалоонун жана изоляциянын эффекттерине натыйжалуу жетише алат. Эгерде интерфейсте фильтр да, коргоо схемасы да бар болсо, алгач коргоо, андан кийин чыпкалоо принциби сакталышы керек. Коргоо схемасы тышкы ашыкча чыңалуу жана ашыкча ток басуу үчүн колдонулгандыктан, коргоо чынжыр чыпкасынын чынжырынан кийин жайгаштырылса, чыпка схемасы ашыкча чыңалуудан жана ашыкча токтун таасиринен бузулат. Мындан тышкары, чынжырдын кириш жана чыгуу линиялары бири-бири менен айкалышканда чыпкалоо, изоляция же коргоо эффектин алсыратат, чыпкалоо схемасынын (фильтрдин), изоляциянын жана коргоо схемасынын кириш жана чыгуу линиялары макет учурунда бири-бири менен жубайлар.

5. Сезимтал схемалар же түзүлүштөр (мисалы, баштапкы абалга келтирүүчү схемалар ж.б.) тактанын ар бир четинен, өзгөчө такта интерфейсинин четинен кеминде 1000 миль алыс болушу керек.

6. Энергияны сактоочу жана жогорку жыштыктагы чыпкалуу конденсаторлорду блоктун схемаларына же токтун чоң өзгөрүшү бар түзүлүштөрдүн жанына (мисалы, кубаттуулук модулунун кириш жана чыгаруу терминалдары, желдеткичтер жана релелер) контурдун аймагын азайтуу үчүн коюу керек. чоң ток цикли.

7. Чыпкаланган чынжырга кайрадан тоскоолдук жаратпоо үчүн чыпкалоочу компоненттер жанаша жайгаштырылышы керек.

8. Кристаллдар, кристаллдык осцилляторлор, релелер жана коммутациялоочу кубат булактары сыяктуу күчтүү нурлануучу түзүлүштөрдү такта интерфейсинин коннекторлорунан кеминде 1000 миль аралыкта кармаңыз. Мына ушундай жол менен, интерференция түздөн-түз нурланышы мүмкүн же ток сыртка нурлануу үчүн чыгуучу кабельге кошулат.

PCB зымдарынын эрежелери

Компоненттерди жана схеманын дизайнын тандоодон тышкары, жакшы басылган схемалар (ПКБ) зымдары да электромагниттик шайкештиктин абдан маанилүү фактору болуп саналат. ПХБ системанын ажырагыс компоненти болгондуктан, ПХБ өткөргүчтөрүндөгү электромагниттик шайкештикти жогорулатуу буюмдун акыркы аякташына кошумча чыгымдарды алып келбейт. Ар бир адам начар PCB макети, тескерисинче, аларды жоюу эмес, көбүрөөк электромагниттик шайкештик көйгөйлөрдү алып келиши мүмкүн экенин эстен чыгарбашыбыз керек. Көп учурларда, атүгүл чыпкаларды жана компоненттерди кошуу бул көйгөйлөрдү чече албайт. Акыр-аягы, тактаны толугу менен кайра иштетүү керек болчу. Ошондуктан, бул башында жакшы PCB зымдарын адаттарды өнүктүрүү үчүн абдан үнөмдүү жолу болуп саналат. Төмөндө PCB зымдарынын кээ бир жалпы эрежелери жана электр линияларын, жер линияларын жана сигнал линияларын долбоорлоо стратегияларын киргизет. Акырында, бул эрежелерге ылайык, кондиционердин типтүү басма схемасы үчүн жакшыртуу чаралары сунушталат. 1. Зымдарды бөлүү Зымдарды бөлүү функциясы ПХБнын ошол эле катмарындагы чектеш схемалардын ортосундагы кайчылаш жана ызы-чуу кошулушун минималдаштыруу болуп саналат. 3W спецификациясы 10-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бардык сигналдар (саат, видео, аудио, баштапкы абалга келтирүү ж.б.) сызыктан сызыкка, четинен четине обочолонушу керек деп айтылат. башка сигнал линиялары тарабынан түзүлгөн бириктирүү ызы-чууларын изоляциялоо үчүн негизги сигналдын жанына жайгаштырылган.

2. Коргоо жана маневр линиясын орнотуу Шунт жана коргоо линиясы ызы-чуу чөйрөсүндө системалык сааттын сигналдары сыяктуу негизги сигналдарды изоляциялоо жана коргоо үчүн абдан эффективдүү ыкма болуп саналат. 21-сүрөттө ПХБдагы параллелдүү же коргоо схемасы ачкыч сигналынын схемасы боюнча төшөлгөн. Коргоо схемасы башка сигнал линиялары тарабынан түзүлгөн туташтыргыч магнит агымын гана эмес, ошондой эле негизги сигналдарды башка сигнал линиялары менен кошулуудан обочолотот. Маневр линиясынын коргоо линиясынан айырмасы шунт линиясын токтотуунун (жерге туташтыруунун) кереги жок, бирок коргоо линиясынын эки учу жерге туташтырылуусу керек. Муфтаны андан ары азайтуу үчүн, көп катмарлуу ПХБдагы коргоо схемасын башка ар бир сегментке жерге жол менен кошууга болот.

3. Электр линиясынын дизайны басылган схеманын көлөмүнө негизделген жана электр линиясынын туурасы укурук каршылыгын азайтуу үчүн мүмкүн болушунча коюу болуп саналат. Ошол эле учурда, электр линиясынын жана жер линиясынын багытын маалыматтарды берүү багытына шайкеш келтириңиз, бул ызы-чууга каршы жөндөмүн жогорулатууга жардам берет. Жалгыз же кош панелде, эгерде электр линиясы өтө узун болсо, ар бир 3000 миль жерге ажыратуу конденсатору кошулушу керек, ал эми конденсатордун мааниси 10uF+1000pF.

Жер зымынын дизайны

Жер зымынын дизайнынын принциптери:

(1) Санариптик жер аналогдук жерден бөлүнгөн. Эгерде схемада логикалык схемалар да, сызыктуу схемалар да бар болсо, аларды мүмкүн болушунча бөлүү керек. Төмөн жыштыктагы схеманын жери мүмкүн болушунча бир чекитте параллелдүү жерге туташтырылышы керек. Чыныгы зымдарды өткөрүү кыйын болгондо, аны жарым-жартылай катарлаштырып, анан параллелдүү жерге туташтырууга болот. Жогорку жыштыктын схемасы бир нече чекиттерде катарлаш жерге туташтырылышы керек, жерге туташтыргыч зым кыска жана ижарага берилиши керек, ал эми тор сымал чоң аянттуу жер фольгасы мүмкүн болушунча жогорку жыштыктагы компоненттин айланасында колдонулушу керек.

(2) Жерге туташтыруучу зым мүмкүн болушунча калың болушу керек. Эгерде жер зымы өтө катуу линияны колдонсо, жердин потенциалы токтун өзгөрүшүнө жараша өзгөрөт, бул ызы-чууга каршы натыйжалуулукту азайтат. Ошондуктан, жерге зым басылган тактада жол берилген токтун үч эсе көп өтүшү үчүн коюу болушу керек. Мүмкүн болсо, жерге туташтыруу зымы 2~3мм же андан көп болушу керек.

(3) Жер зымы жабык контурду түзөт. Санариптик схемалардан гана турган басма такталар үчүн, алардын жерге туташтыруу схемаларынын көбү ызы-чууга туруктуулукту жакшыртуу үчүн илмектерге жайгаштырылат.

Сигнал линиясынын дизайны

Негизги сигнал линиялары үчүн, эгерде тактада ички сигнал зымдары катмары болсо, сааттар сыяктуу негизги сигнал линиялары ички катмарга коюлушу керек жана артыкчылыктуу зымдарды өткөрүү катмарына берилет. Мындан тышкары, негизги сигнал линияларын бөлүү аймагы боюнча өткөрбөө керек, анын ичинде референттик тегиздик боштуктар аркылуу өтмөктөр жана прокладкалар, антпесе бул сигнал циклинин аянтынын көбөйүшүнө алып келет. Ал эми негизги сигнал сызыгы радиациялык эффектти басуу үчүн эталондук тегиздиктин четинен 3H ашык болушу керек (H – шилтеме тегиздигинен сызыктын бийиктиги). Саат линиялары, автобус линиялары, радио жыштык линиялары жана башка күчтүү радиациялык сигнал линиялары жана баштапкы абалга келтирилген сигнал линиялары, чипти тандоо сигнал линиялары, системаны башкаруу сигналдары жана башка сезгич сигнал линиялары үчүн аларды интерфейстен жана чыгуучу сигнал линияларынан алыс кармаңыз. Бул күчтүү нурлануучу сигнал линиясындагы интерференциянын чыгыш сигнал линиясына кошулуп, сыртка нурлануусуна жол бербейт; жана ошондой эле системанын туура эмес иштешине алып келген сезгич сигнал линиясына туташуудан интерфейстин чыгыш сигнал линиясы алып келген тышкы кийлигишүүнү болтурбайт. Дифференциалдык сигналдын линиялары бир катмарда, бирдей узундукта болушу керек жана импеданстын ырааттуулугун сактоо менен параллелдүү иштеши керек жана дифференциалдык линиялардын ортосунда башка зымдар болбошу керек. Дифференциалдык сызык жуптарынын жалпы режиминин импедансы бирдей болушу камсыздалгандыктан, анын анти-кетеришүү жөндөмүн жакшыртууга болот. Жогорудагы электр өткөргүч эрежелерине ылайык, кондиционердин типтүү басма схемасы жакшыртылган жана оптималдаштырылат.