Projektuojant EMC PCB, pirmasis rūpestis yra sluoksnio nustatymas; Plokštės sluoksnius sudaro maitinimo šaltinis, įžeminimo sluoksnis ir signalinis sluoksnis. Projektuojant gaminius EMC, be komponentų pasirinkimo ir grandinės konstrukcijos, labai svarbus veiksnys yra ir geras PCB dizainas.

Pagrindinis PCB konstrukcijos EMC tikslas yra sumažinti atgalinio srauto plotą ir užtikrinti, kad atgalinio srauto kelias tekėtų mūsų sukurta kryptimi. Sluoksnio dizainas yra PCB pagrindas, kaip padaryti gerą PCB sluoksnio dizaino darbą, kad PCB EMC efektas būtų optimalus?

I. PCB sluoksnio dizaino idėjos

PCB laminuoto EMC planavimo ir projektavimo esmė yra pagrįstai suplanuoti signalo atgalinio srauto kelią, kad būtų sumažintas signalo atgalinio srauto plotas iš plokštės veidrodžio sluoksnio, kad būtų pašalintas arba sumažintas magnetinis srautas.

Vienos plokštės veidrodinis sluoksnis

Veidrodinis sluoksnis yra visas variu padengto plokštuminio sluoksnio sluoksnis (maitinimo sluoksnis, įžeminimo sluoksnis), esantis greta signalinio sluoksnio PCB viduje. Pagrindinės funkcijos yra šios:

(1) Sumažinkite atgalinio srauto triukšmą: veidrodinis sluoksnis gali užtikrinti mažos varžos signalinio sluoksnio grįžtamąjį kelią, ypač kai elektros paskirstymo sistemoje yra didelis srovės srautas, veidrodinio sluoksnio vaidmuo yra akivaizdesnis.

(2) EMI mažinimas: veidrodinis sluoksnis sumažina uždaros kilpos plotą, kurį sudaro signalas ir refliuksas, ir sumažina EMI;

(3) Sumažinkite susikalbėjimą: padėkite valdyti greitosios skaitmeninės grandinės signalų linijų perėjimo problemą, pakeiskite signalo linijos aukštį nuo veidrodinio sluoksnio, galite valdyti perėjimo signalą tarp signalų linijų, kuo mažesnis aukštis, tuo mažesnis kryžminimas;

(4) Varžos valdymas, siekiant išvengti signalo atspindžio.

Veidrodinio sluoksnio pasirinkimas

(1) Maitinimo šaltinį ir įžeminimo plokštę galima naudoti kaip atskaitos plokštumą ir jie turi tam tikrą ekranavimo poveikį vidiniams laidams;

(2) Santykinai kalbant, galios plokštuma turi didelę charakteristinę varžą ir yra didelis potencialų skirtumas su atskaitos lygiu, o aukšto dažnio trukdžiai galios plokštumoje yra gana dideli;

(3) Ekrano požiūriu įžeminimo plokštuma paprastai yra įžeminta ir naudojama kaip atskaitos lygio atskaitos taškas, o jos ekranavimo efektas yra daug geresnis nei galios plokštumos;

(4) Renkantis atskaitos plokštumą, pirmenybė turėtų būti teikiama įžeminimo plokštumai, o galios plokštuma – antrai

Antras, magnetinio srauto panaikinimo principas

Remiantis Maksvelo lygtimis, visas elektrinis ir magnetinis veiksmas tarp atskirų įkrautų kūnų ar srovių perduodamas per tarpinę sritį tarp jų, nesvarbu, ar tai būtų vakuumas, ar kieta medžiaga. PCB srautas visada sklinda perdavimo linijoje. Jei rf atgalinio srauto kelias yra lygiagretus atitinkamam signalo keliui, srautas atgalinio srauto kelyje yra priešinga signalo kelio krypčiai, tada jie yra vienas ant kito ir gaunamas srauto atšaukimo efektas.

Magnetinio srauto panaikinimo pobūdis

Srauto atšaukimo esmė yra signalo grįžtamojo kelio valdymas, kaip parodyta šioje diagramoje:

Dešinės rankos taisyklė paaiškina magnetinio srauto panaikinimo efektą

Kaip naudoti dešinės rankos taisyklę, norint paaiškinti magnetinio srauto panaikinimo efektą, kai signalo sluoksnis yra greta sluoksnio, paaiškinta taip:

(1) Kai per laidą teka srovė, aplink laidą bus sukurtas magnetinis laukas, o magnetinio lauko kryptis nustatoma pagal dešinės rankos taisyklę.

(2) kai yra du arti vienas kito ir lygiagrečiai vielai, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje, vienas iš elektros laidininkų nutekės, kitas – elektros laidininkas, jei elektros srovė teka per viela yra srovė ir jos grįžtamojo srovės signalas, tada dvi priešingos srovės kryptys yra lygios, todėl jų magnetinis laukas yra lygus, tačiau kryptis yra priešinga,Taigi jie atšaukia vienas kitą.

Penki, šeši plokščių dizaino pavyzdžiai

Šešiems sluoksniams pirmenybė teikiama 3 planui

Analizė:

(1) Kadangi signalo sluoksnis yra greta grįžtamojo srauto atskaitos plokštumos, o S1, S2 ir S3 yra greta įžeminimo plokštumos, pasiekiamas geriausias magnetinio srauto slopinimo efektas. Todėl pageidaujamas maršruto sluoksnis yra S2, po to – S3 ir S1.

(2) Galios plokštuma yra greta GND plokštumos, atstumas tarp plokštumų yra labai mažas, jis turi geriausią magnetinio srauto slopinimo efektą ir mažos galios plokštumos varžą.

(3) Pagrindinis maitinimo šaltinis ir atitinkamas grindų audinys yra 4 ir 5 sluoksniuose. Kai nustatomas sluoksnio storis, atstumas tarp S2-P turėtų būti padidintas, o tarpas tarp P-G2 turėtų būti sumažintas (atstumas tarp sluoksnio G1-S2 turėtų būti atitinkamai sumažintas), kad būtų sumažinta galios plokštumos varža ir maitinimo šaltinio įtaka S2.

Šeši sluoksniai – 4 variantas

Analizė:

4 schema yra tinkamesnė už 3 schemą vietiniams, nedideliems signalų reikalavimams, kurie gali užtikrinti puikų laidų sluoksnį S2.

Blogiausias EMC efektas, 2 planas

Analizė: šioje struktūroje S1 ir S2 yra greta, S3 ir S4 yra greta, o S3 ir S4 nėra greta įžeminimo plokštumos, todėl magnetinio srauto slopinimo efektas yra silpnas.

išvada

Konkretūs PCB sluoksnių projektavimo principai:

(1) Po komponento paviršiumi ir suvirinimo paviršiumi yra visa įžeminimo plokštė (skydas);

(2) Stenkitės vengti tiesioginio gretimų dviejų signalų sluoksnių;

(3) Visi signalo sluoksniai yra kiek įmanoma greta įžeminimo plokštumos;

(4) Aukšto dažnio, didelio greičio, laikrodžio ir kitų pagrindinių signalų laidų sluoksnis turi turėti gretimą įžeminimo plokštumą.