Am Tthe EMC Design vun PCB, déi éischt Suerg ass d’Schichtëmstellung; D’Schichten vum Board bestinn aus Energieversuergung, Grondschicht a Signalschicht. Am EMC Design vu Produkter, nieft der Auswiel vu Komponenten a Circuitdesign, ass e gudde PCB Design och e ganz wichtege Faktor.

The key to the EMC design of PCB is to minimize the backflow area and make the backflow path flow in the direction we designed. De Layer Design ass d’Basis vum PCB, wéi eng gutt Aarbecht mam PCB Layer Design ze maachen fir den EMC Effekt vum PCB optimal ze maachen?

I. Design Iddien vun der PCB Schicht

The core of PCB laminated EMC planning and design is to reasonably plan signal backflow path to minimize the backflow area of signal from the board mirror layer, so as to eliminate or minimize magnetic flux.

Single board mirroring layer

D’Spigelschicht ass eng komplett Schicht vu kupfer Beschichtete Flaachschicht (Energieversuergungsschicht, Grondschicht) nieft der Signalschicht am PCB. D’Haaptfunktioune si wéi folgend:

(1) Reduzéiert de Réckflowrausch: d’Spigelschicht kann en nidderegen Impedanzwee fir de Signalschicht Réckfloss ubidden, besonnesch wann et e grousse Stroumfloss am Stroumverdeelungssystem ass, d’Roll vun der Spigelschicht ass méi offensichtlech.

(2) EMI Reduktioun: d’Existenz vun der Spigelschicht reduzéiert d’Gebitt vun der zouene Schleife geformt vum Signal a Reflux a reduzéiert EMI;

(3) reduce crosstalk: help to control the crosstalk problem between signal lines in high-speed digital circuit, change the height of the signal line from the mirror layer, you can control the crosstalk between signal lines, the smaller the height, the smaller the crosstalk;

(4) Impedanz Kontroll fir Signalreflexioun ze vermeiden.

Selection of mirror layer

(1) Souwuel der Energieversuergung wéi och um Buedemfliger kënne benotzt ginn als Referenzfliger, an hunn e gewësse Schutzeffekt op d’intern Drot;

(2) Relatively speaking, the power plane has a high characteristic impedance, and there is a large potential difference with the reference level, and the high-frequency interference on the power plane is relatively large;

(3) From the perspective of shielding, the ground plane is generally grounded and used as the reference point of the reference level, and its shielding effect is far better than that of the power plane;

(4) Wann Dir d’Referenzfliger auswielt, sollt de Buedemfliger léiwer ginn, an d’Muechtfliger sollt zweet ausgewielt ginn

Two, magnetic flux cancellation principle

According to Maxwell’s equations, all electrical and magnetic action between separate charged bodies or currents is transmitted through the intermediate region between them, whether it is a vacuum or solid matter. In a PCB, the flux is always propagated in the transmission line. If the rf backflow path is parallel to the corresponding signal path, the flux on the backflow path is in the opposite direction to that on the signal path, then they are superimposed on each other, and the effect of flux cancellation is obtained.

D’Natur vun der magnetescher Flux Annulatioun

The essence of flux cancellation is the control of signal backflow path, as shown in the following diagram:

The right hand rule explains the magnetic flux cancellation effect

How to use the right hand rule to explain the magnetic flux cancellation effect when the signal layer is adjacent to the stratum is explained as follows:

(1) Wann e Stroum duerch den Drot fléisst, gëtt e Magnéitfeld ronderëm den Drot generéiert, an d’Richtung vum Magnéitfeld gëtt vun der rietser Hand bestëmmt.

(2) wann et zwee no beienee sinn a parallel zum Drot, wéi an der Figur hei ënnendrënner, ee vun den Dirigenten vun Elektrizitéit fir eraus ze lafen, deen aneren en Dirigent vun Elektrizitéit fir ze fléissen, wann den elektresche Stroum duerch den Drot sinn aktuell a säi Retourstroumsignal, dann sinn déi zwee entgéintgesate Stroumrichtung gläich, sou datt hire Magnéitfeld gläich ass, awer d’Richtung ass de Géigendeel,Also annuléieren se sech géigesäiteg.

Fënnef, sechs Board Design Beispiller

Fir sechs Schichten gëtt de Plang 3 léiwer

Analyse:

(1) Wéi d’Signalschicht nieft dem Reflow Referenzfliger ass, a S1, S2 a S3 nieft dem Buedemfliger sinn, gëtt dee beschte magnetesche Flux Kënnegungseffekt erreecht. Dofir ass S2 déi léifste Routingschicht, gefollegt vun S3 a S1.

(2) D’Muechtfliger ass nieft dem GND Fliger, d’Distanz tëscht de Fligeren ass ganz kleng, an et huet dee beschte magnetesche Flux Annulatiounseffekt an eng niddereg Kraaft Fligerimpedanz.

(3) D’Haaptrei Energieversuergung a seng entspriechend Biedenduch sinn op der Schicht 4 a 5. Wann d’Schichtdicke festgeluecht ass, soll d’Distanz tëscht S2-P erhéicht ginn an d’Distanz tëscht P-G2 soll reduzéiert ginn (d’Distanz tëscht der Schicht G1-S2 soll entspriechend reduzéiert ginn), fir d’Impedanz vum Kraaftfliger an den Afloss vun der Energieversuergung op S2 ze reduzéieren.

Fir sechs Schichten, Optioun 4

Analyse:

Schema 4 ass méi gëeegent wéi Schema 3 fir lokal, kleng Unzuel u Signalfuerderungen, déi eng exzellent Kabelschicht S2 kënne liwweren.

Schlëmmsten EMC Effekt, Plang 2

Analyse: An dëser Struktur, S1 a S2 sinn ugrenzend, S3 a S4 sinn ugrenzend, an S3 a S4 sinn net nieft dem Buedemfliger, sou datt de magnetesche Flux Kënnegungseffekt schlecht ass.

Conclusioun komm

Specific principles of PCB layer design:

(1) There is a complete ground plane (shield) below the component surface and welding surface;

(2) Probéiert direkt nieft zwou Signalschichten ze vermeiden;

(3) All Signalschichten sinn sou wäit wéi méiglech niewent dem Buedemfliger;

(4) Verkabelungsschicht vun Héichfrequenz, Héichgeschwindegkeet, Auer an aner Schlësselsignaler solle en ugrenzende Buedemfliger hunn.