PCB каскаддык EMC серияларынын билимине сереп

PCB стекирование – бул продукциянын EMC ишин аныктоо үчүн маанилүү фактор. Жакшы катмарлануу ПКБ циклинен (дифференциалдык режим эмиссиясы), ошондой эле тактага туташкан кабелдерден (жалпы режим эмиссиясы) радиацияны төмөндөтүүдө абдан эффективдүү болушу мүмкүн.

ipcb

Башка жагынан алганда, жаман каскад эки механизмдин радиациясын абдан жогорулатышы мүмкүн. Пластинканы жыйноодо төрт фактор маанилүү:

1. Катмарлардын саны;

2. Колдонулган катмарлардын саны жана түрү (күч жана/же жер);

3. Катмарлардын тартиби же ырааттуулугу;

4. Катмарлар ортосундагы аралык.

Адатта, катмарлардын саны гана каралат. Көп учурларда, башка үч фактор бирдей маанилүү, ал эми төртүнчүсү кээде ПХБ дизайнерине да белгисиз. Катмарлардын санын аныктоодо төмөнкүлөрдү эске алыңыз:

1. Сигналдын саны жана зымдардын баасы;

2. Жыштык;

3. Продукт А же В классынын ишке киргизүү талаптарына жооп бериши керекпи?

4. ПХБ корголгон же корголбогон корпуста;

5. Дизайн командасынын EMC инженердик экспертизасы.

Адатта биринчи мөөнөт гана каралат. Чынында эле, бардык нерселер абдан маанилүү болгон жана бирдей каралышы керек. Бул акыркы пункт өзгөчө маанилүү жана оптималдуу дизайн эң аз убакытта жана чыгымда жетишиле турган болсо, аны көз жаздымда калтырбоо керек.

Жерди жана/же электр тегиздигин колдонгон көп катмарлуу табак эки катмарлуу пластинага салыштырмалуу радиациянын эмиссиясынын олуттуу азайышын камсыздайт. Жалпы колдонулуучу эреже-төрт кабаттуу табак эки кабаттуу табакка караганда 15дБ радиацияны аз өндүрөт, калган бардык факторлор бирдей. Тегиз бети бар такта төмөнкү себептерден улам тегиз эмес тактайга караганда алда канча жакшы:

1. Алар сигналдарды микро тилкелер (же лента линиялары) катары багыттоого мүмкүндүк берет. Бул структуралар эки катмарлуу тактайларда колдонулган туш келди зымдарга караганда радиациясы алда канча аз башкарылуучу импеданс берүү линиялары;

2. Жердин учагы жердин импедансын (демек, жердин ызы -чуусун) кыйла азайтат.

Эки табак 20-25 МГц корголбогон корпуста ийгиликтүү колдонулганына карабастан, бул учурлар эрежеден тышкары, өзгөчө учурлар болуп саналат. Болжол менен 10-15 МГцтен көп кабаттуу панелдерди кароо керек.

Көп кабаттуу тактаны колдонууда беш максатка жетүүгө аракет кылышыңыз керек. Алар:

1. Сигнал катмары дайыма тегиздикке чектеш болушу керек;

2. Сигнал катмары жанаша тегиздигине тыгыз байланышта (жакын) болушу керек;

3, күч учак жана жер учак тыгыз айкалыштырылышы керек;

4, жогорку ылдамдыктагы сигнал эки учактын ортосундагы сызыкка көмүлүшү керек, учак коргоочу ролду ойной алат жана жогорку ылдамдыктагы басма линиясынын радиациясын басаңдата алат;

5. Бир нече жерге туташтыруучу учактар ​​көптөгөн артыкчылыктарга ээ, анткени алар тактанын жерге туташтыруучу (референттик учак) импедансын азайтат жана жалпы режимдеги радиацияны азайтат.

Жалпысынан алганда, биз сигналдын/учактын жакындыгы кошулуусун (Максат 2) жана бийликтин/жердин тегиздигинин жакындык муфтасынын (максат 3) ортосунда тандоо алдында турабыз. Кадимки ПХБ куруу ыкмалары менен, 500 МГцтен төмөн жетиштүү ажыратууну камсыз кылуу үчүн чектеш электр энергиясы менен жердин тегиздигинин ортосундагы жалпак пластинанын сыйымдуулугу жетишсиз.

Ошондуктан, ажыратуу башка жолдор менен чечилиши керек, жана биз жалпысынан сигнал менен учурдагы кайтаруу тегиздигинин ортосундагы тыгыз байланышты тандашыбыз керек. Сигнал катмары менен учурдагы кайтып келүүчү учактын ортосундагы тыгыз байланыштын артыкчылыктары учактардын ортосундагы сыйымдуулуктун бир аз жоголушунан келип чыккан кемчиликтерден ашып түшөт.

Сегиз катмар бул максаттардын баарына жетүү үчүн колдонула турган катмарлардын минималдуу саны. Бул максаттардын кээ бирлери төрт жана алты кабаттуу такталарда бузулушу керек. Бул шарттарда, сиз колдо болгон дизайн үчүн эң маанилүү болгон максаттарды аныкташыңыз керек.

Жогорудагы абзац сиз мүмкүн болгон төрт же алты ярустуу тактада жакшы EMC дизайнын жасай албайсыз деп чечмеленбеши керек. Бул жөн эле бардык максаттарга дароо эле жетүү мүмкүн эместигин жана кандайдыр бир компромисс талап кылынарын көрсөтөт.

Бардык каалаган EMC максаттарына сегиз катмар менен жетүүгө мүмкүн болгондуктан, кошумча сигналды багыттоо катмарларын жайгаштыруудан башка сегизден ашык катмарды колдонууга эч кандай себеп жок.

Механикалык көз караштан алганда, дагы бир идеалдуу максат-ПХБнын тактайынын кесилишин симметриялуу (же тең салмактуу) кылып, бурулуштун алдын алуу.

Мисалы, сегиз катмарлуу тактада, эгер экинчи катмар тегиздик болсо, анда жетинчи катмар дагы тегиздик болушу керек.

Ошондуктан, бул жерде берилген бардык конфигурациялар симметриялуу же тең салмактуу түзүлүштөрдү колдонушат. Эгерде ассиметриялуу же тең салмаксыз түзүлүштөргө жол берилсе, анда башка каскаддык конфигурацияларды курууга болот.

Төрт катмарлуу такта

Эң кеңири таралган төрт кабаттуу табак структурасы 1-сүрөттө көрсөтүлгөн (күч тегиздиги менен жер тегиздиги бири-бирин алмаштырат). Ал ички электр тегиздиги жана жер тегиздиги бар бирдей жайгашкан төрт катмардан турат. Бул эки тышкы зым катмары адатта ортогоналдуу зым багыттарына ээ.

Бул курулуш кош панелдерге караганда алда канча жакшыраак болгону менен, анча -мынча каалабаган өзгөчөлүктөргө ээ.

1 -бөлүктөгү максаттардын тизмеси үчүн бул стек бир гана максатты канааттандырат (1). Эгерде катмарлар бирдей аралыкта болсо, анда сигнал катмары менен учурдагы кайтуу тегиздигинин ортосунда чоң ажырым бар. Ошондой эле электрдик учак менен жердеги учактын ортосунда чоң ажырым бар.

Төрт кабаттан турган такта үчүн биз эки кемчиликти бир убакта оңдой албайбыз, андыктан биз үчүн кайсынысы маанилүү экенин чечишибиз керек.

Жогоруда айтылгандай, чектеш электр энергиясы менен жердин тегиздигинин ортосундагы катмар сыйымдуулугу кадимки ПХБ өндүрүү ыкмаларын колдонуу менен адекваттуу ажыратууну камсыз кылуу үчүн жетишсиз.

Ажыратуу башка жолдор менен жүргүзүлүшү керек жана биз сигнал менен учурдагы кайтаруу тегиздигинин ортосундагы тыгыз байланышты тандашыбыз керек. Сигнал катмары менен учурдагы кайтып келүүчү учактын ортосундагы тыгыз байланыштын артыкчылыктары катмарлардын сыйымдуулугун бир аз жоготуунун кемчиликтеринен ашып түшөт.

Ошондуктан, төрт катмарлуу плитанын EMC көрсөткүчтөрүн жакшыртуунун эң жөнөкөй жолу-сигнал катмарын мүмкүн болушунча тегиздикке жакындатуу. 10 мил), жана энергия булагы менен жердин тегиздигинин ортосунда чоң диэлектрик өзөгүн колдонот (> 40мл), 2 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй.

Бул үч артыкчылыгы жана бир аз кемчиликтери бар. Сигналдын айлануу аймагы кичирээк, андыктан азыраак дифференциалдык режим нурлануусу пайда болот. Кабелдик катмар менен тегиз катмардын ортосунда 5 миль аралыкта болгон учурда, 10дБ же андан ашык циклдүү нурланууну бирдей аралыкта салынган структурага салыштырмалуу жетишүүгө болот.

Экинчиден, сигнал зымдарын жерге бекем кошуу пландаштырылган импедансты (индуктивдүүлүктү) азайтат, ошону менен тактага туташкан кабелдин жалпы режимдеги нурлануусун азайтат.

Үчүнчүдөн, зымдардын учакка тыгыз кошулушу зымдардын ортосундагы кесилишти азайтат. Кабелдин белгиленген аралыктары үчүн кроссталк кабелдин бийиктигинин квадратына пропорционалдуу. Бул төрт катмарлуу ПХБдан радиацияны азайтуунун эң оңой, эң арзан жана этибарга алынбаган жолдорунун бири.

Бул каскаддык структура менен биз (1) жана (2) максаттарына жооп беребиз.

Төрт катмарлуу ламинатталган структуранын дагы кандай мүмкүнчүлүктөрү бар? Ооба, биз бир аз салттуу эмес структураны колдоно алабыз, тактап айтканда 2 -сүрөттөгү сигнал катмарын жана тегиздик катмарын 3Ада көрсөтүлгөн каскадды өндүрүү үчүн колдоно алабыз.

Бул ламинациянын негизги артыкчылыгы – сырткы тегиздик ички катмардагы сигналды багыттоо үчүн коргоону камсыз кылат. Кемчилиги-жер учагы ПХБдагы жогорку тыгыздыктагы компоненттер менен катуу кесилиши мүмкүн. Муну кандайдыр бир деңгээлде учакты артка кайтаруу, күч учагын элементтин капталына коюу жана тактайдын башка жагына жерге тегиздөө аркылуу жеңилдетүүгө болот.

Экинчиден, кээ бир адамдар ачык турган учактын болушун жактырышпайт, үчүнчүдөн, көмүлгөн сигнал катмарлары тактайды кайра иштетүүнү кыйындатат. Каскад (1), (2) максаттарын канааттандырат жана (4) максаттарын жарым -жартылай канааттандырат.

Бул үч көйгөйдүн экөөнү 3В сүрөттө көрсөтүлгөндөй каскаддын жардамы менен жумшартууга болот, мында эки сырткы учак жер учактары жана электр менен камсыздоо сигналдык учакта зым катары өткөрүлөт.Энергия менен камсыздоо сигнал катмарында кенен издерди колдонуу менен растрдык багытталууга тийиш.

Бул каскаддын эки кошумча артыкчылыгы:

(1) эки жер учактары жалпы режимдеги кабелдик нурланууну төмөндөтүп, кыйла төмөн жерге импедансты камсыз кылат;

(2) Эки жер учагын Фарадей капасындагы бардык сигнал издерин жабуу үчүн плитанын четине чогуу тигүүгө болот.

EMC көз карашынан алганда, бул катмарлоо, эгерде жакшы аткарылса, төрт катмар ПХБнын эң мыкты катмары болушу мүмкүн. Эми биз (1), (2), (4) жана (5) максаттарга бир гана төрт катмарлуу тактай менен жетиштик.

4 -сүрөт адаттагыдай эмес, жакшы аткара ала турган төртүнчү мүмкүнчүлүктү көрсөтөт. Бул 2 -сүрөткө окшош, бирок электр тегиздигинин ордуна жердеги учак колдонулат, жана электр менен камсыздоо зым үчүн сигнал катмарынын изи катары иштейт.

Бул каскад жогоруда айтылган кайра иштетүү көйгөйүн жеңет, ошондой эле эки жер учагынын эсебинен жердин төмөн импедансын камсыз кылат. Бирок, бул учактар ​​эч кандай коргоону камсыз кылбайт. Бул конфигурация максаттарды (1), (2) жана (5) канааттандырат, бирок (3) же (4) максаттарды канааттандырбайт.

Ошентип, сиз көрүп тургандай, төрт катмарлуу катмардын сиз ойлогондон да көп варианттары бар жана төрт катмардуу PCBS менен биздин беш максатыбыздын төртөөнө жооп берүү мүмкүн. EMC көз карашынан алганда, 2, 3b жана 4 -фигуралардын катмары жакшы иштейт.

6 кабаттуу такта

Көпчүлүк алты кабаттуу такталар төрт сигнал зым катмарынан жана эки учак катмарынан турат жана алты катмарлуу такталар жалпысынан EMC көз карашынан алганда төрт катмарлуу такталардан жогору.

5-сүрөттө алты катмарлуу тактада колдонууга болбогон каскаддык түзүлүш көрсөтүлгөн.

Бул учактар ​​сигнал катмары үчүн экрандаштырууну камсыз кылбайт жана сигнал катмарларынын экөө (1 жана 6) тегиздикке чектеш эмес. Бул механизм бардык жогорку жыштыктагы сигналдар 2 жана 5 -катмарларга багытталганда гана иштейт жана өтө төмөн жыштыктагы сигналдар, же жакшыраак, эч кандай сигнал зымдары (жөн гана ширетүүчү аянтчалар) 1 жана 6 -катмарларда багытталбайт.

Эгерде колдонулса, 1 жана 6 -кабаттардагы колдонулбаган жерлер асфальтталып, мүмкүн болушунча көбүрөөк жерде башкы кабатка тиркелиши керек.

Бул конфигурация түпкү максаттарыбыздын бирөөсүнө гана жооп берет (3 -максат).

Алты катмар бар болгондо, 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, жогорку ылдамдыктагы сигналдар үчүн эки көмүлгөн катмарды камсыз кылуу принциби (6-сүрөттө көрсөтүлгөндөй) оңой эле ишке ашырылат. Бул конфигурация ошондой эле ылдамдыгы төмөн сигналдар үчүн эки үстүңкү катмарды камсыз кылат.

Бул, балким, эң кеңири таралган алты катмарлуу структура жана жакшы аткарылса, электромагниттик эмиссияны башкарууда абдан эффективдүү болушу мүмкүн. Бул конфигурация 1,2,4 -максатты канааттандырат, бирок 3,5 -максатка жооп бербейт. Анын негизги кемчилиги – электрдик учак менен жердеги учактын бөлүнүшү.

Бул бөлүнүүдөн улам, электрдик учак менен жердин тегиздигинин ортосунда көп планталдык сыйымдуулук жок, андыктан бул абал менен күрөшүү үчүн кылдаттык менен ажыратуу долбоорун жасоо керек. Ажыратуу жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн, ажыратуу техникасы боюнча кеңештерибизди караңыз.

Дээрлик бирдей, өзүн жакшы алып жүргөн алты катмарлуу ламинатталган структура 7-сүрөттө көрсөтүлгөн.

H1 сигналдын горизонталдык багыттоо катмарын билдирет, V1 сигналдын вертикалдуу багыттоо катмарын билдирет, H1 жана V1 сигнал 2 үчүн бирдей маанини билдирет жана бул структуранын артыкчылыгы ортогоналдуу багыттоо сигналдары дайыма бир тегиздикке тиешелүү.

Бул эмне үчүн маанилүү экенин түшүнүү үчүн, 6-бөлүктөгү сигналга шилтеме берүүчү учактарды караңыз. Кемчилиги – 1 жана 6 -катмар сигналдарынын экрандаштырылбагандыгында.

Ошондуктан, сигнал катмары жанаша турган тегиздикке абдан жакын болушу керек жана плитанын керектүү калыңдыгын түзүү үчүн ортоураак өзөк катмары колдонулушу керек. Кадимки 0.060 дюйм калың плиталардын аралыгы 0.005 “/ 0.005″/ 0.040 “/ 0.005″/ 0.005 “/ 0.005” болушу мүмкүн. Бул структура 1 жана 2 максаттарды канааттандырат, бирок 3, 4 же 5 максаттарды аткарбайт.

Мыкты иштөөчү дагы бир алты катмардуу тарелка Figure 8де көрсөтүлгөн. Бул бардык беш максаттарга жетүү үчүн эки сигнал көмүлгөн катмарды жана чектеш электр жана жер учактарын камсыз кылат. Бирок, эң чоң кемчилиги – анын эки гана зым катмары бар, андыктан көп колдонулбайт.

Алты катмардуу пластина төрт катмарлуу пластинага караганда жакшы электромагниттик шайкештикти алууга оңой. Бизде экөө менен чектелбестен, сигналды багыттоочу төрт катмардын артыкчылыгы бар.

Төрт катмарлуу схемада болгондой эле, алты катмардуу ПКБ биздин беш максатынын төртөөнө жооп берди. Эгерде биз эки сигналды багыттоочу катмар менен чектелсек, бардык беш максатка жетүүгө болот. Figure 6, Figure 7 жана Figure 8деги структуралар EMC көз карашынан алганда жакшы иштейт.