Papildus komponentu izvēlei un ķēdes dizainam labi drukātās shēmas plate (PCB) dizains ir arī ļoti svarīgs faktors elektromagnētiskajā saderībā. PCB EMC dizaina atslēga ir pēc iespējas samazināt pārplūdes laukumu un ļaut pārplūdes ceļam plūst konstrukcijas virzienā. Visbiežāk sastopamās atgriešanās strāvas problēmas rodas no plaisām atskaites plaknē, mainot atskaites plaknes slāni un signālu, kas plūst caur savienotāju. Jumperkondensatori vai atsaistes kondensatori var atrisināt dažas problēmas, taču jāņem vērā kondensatoru, cauruļu, paliktņu un vadu kopējā pretestība. Šī lekcija iepazīstinās ar EMC PCB projektēšanas tehnoloģiju no trim aspektiem: PCB slāņošanas stratēģija, izkārtojuma prasmes un elektroinstalācijas noteikumi.

PCB slāņošanas stratēģija

Biezums, process un slāņu skaits shēmas plates dizainā nav problēmas risināšanas atslēga. Laba slāņu sakraušana ir paredzēta, lai nodrošinātu barošanas kopnes apiešanu un atsaisti un samazinātu pārejošo spriegumu strāvas slānī vai zemes slānī. Signāla un barošanas avota elektromagnētiskā lauka ekranēšanas atslēga. No signāla izsekošanas viedokļa laba slāņošanas stratēģija ir visu signālu pēdu ievietošana vienā vai vairākos slāņos, un šie slāņi atrodas blakus jaudas slānim vai zemes slānim. Strāvas padevei laba slāņošanas stratēģija ir tāda, ka strāvas slānis atrodas blakus zemes slānim un attālums starp barošanas slāni un zemes slāni ir pēc iespējas mazāks. To mēs saucam par “slāņošanas” stratēģiju. Tālāk mēs īpaši runāsim par lielisko PCB slāņošanas stratēģiju. 1. Elektroinstalācijas slāņa projekcijas plaknei jāatrodas tās pārplūdes plaknes slāņa zonā. Ja elektroinstalācijas slānis neatrodas pārplūdes plaknes slāņa projekcijas zonā, vadu savienošanas laikā ārpus projekcijas zonas būs signāla līnijas, kas izraisīs “malas starojuma” problēmu, kā arī palielinās signāla cilpas laukumu. , kā rezultātā palielinās diferenciālā režīma starojums . 2. Centieties izvairīties no blakus esošo vadu slāņu uzstādīšanas. Tā kā paralēlas signāla pēdas uz blakus esošajiem vadu slāņiem var izraisīt signāla šķērsrunu, ja nav iespējams izvairīties no blakus esošajiem vadu slāņiem, attiecīgi jāpalielina slāņu atstatums starp abiem vadu slāņiem un slāņu atstatums starp vadu slāni un tā signāla ķēdi. jāsamazina. 3. Blakus esošajiem plaknes slāņiem jāizvairās no to projekcijas plakņu pārklāšanās. Tā kā, kad projekcijas pārklājas, savienojuma kapacitāte starp slāņiem radīs troksni starp slāņiem savienoties viens ar otru.

Daudzslāņu dēļu dizains

Ja pulksteņa frekvence pārsniedz 5MHz vai signāla pieauguma laiks ir mazāks par 5ns, lai labi kontrolētu signāla cilpas laukumu, parasti ir nepieciešams daudzslāņu plates dizains. Projektējot daudzslāņu plates, jāpievērš uzmanība šādiem principiem: 1. Atslēgu vadu slānis (slānis, kurā atrodas pulksteņa līnija, kopnes līnija, interfeisa signāla līnija, radiofrekvences līnija, atiestatīšanas signāla līnija, mikroshēmas izvēles signāla līnija un dažādi vadības signāli. līnijas) jāatrodas blakus visai iezemētajai plaknei, vēlams starp abām iezemētām plaknēm, kā parādīts 1. attēlā. Galvenās signāla līnijas parasti ir spēcīgs starojums vai īpaši jutīgas signāla līnijas. Elektroinstalācija tuvu zemējuma plaknei var samazināt signāla cilpas laukumu, samazināt starojuma intensitāti vai uzlabot prettraucējumu spēju.

1. attēls Atslēgas vadu slānis atrodas starp abām iezemējuma plaknēm

2. Jaudas plaknei jābūt ievilktai attiecībā pret tai blakus esošo iezemēto plakni (ieteicamā vērtība 5H～20H). Jaudas plaknes ievilkšana attiecībā pret tās atgriešanās zemes plakni var efektīvi nomākt “malu starojuma” problēmu.

Turklāt paneļa galvenajai darba jaudas plaknei (visplašāk izmantotajai jaudas plaknei) jābūt tuvu tās iezemējuma plaknei, lai efektīvi samazinātu barošanas avota strāvas cilpas laukumu, kā parādīts 3.

3. attēls Jaudas plaknei jāatrodas tuvu tās iezemētajai plaknei

3. Vai plates AUGŠĒJĀ un APAKŠĒJĀ slānī nav signāla līnijas ≥50MHz. Ja tā, vislabāk ir staigāt pa augstfrekvences signālu starp diviem plaknes slāņiem, lai nomāktu tā starojumu uz telpu.

Viena slāņa plātņu un divslāņu dēļu dizains

Viena slāņa un divslāņu plātņu projektēšanai jāpievērš uzmanība galveno signālu līniju un elektropārvades līniju projektēšanai. Blakus jaudas trasei un paralēli tai ir jābūt zemējuma vadam, lai samazinātu strāvas strāvas cilpas laukumu. “Guide Ground Line” ir jānovieto abās viena slāņa plates atslēgas signāla līnijas pusēs, kā parādīts 4. attēlā. Divslāņu plates atslēgas signāla līnijas projekcijas plaknei jābūt ar lielu zemes laukumu. , vai tā pati metode kā viena slāņa plate, dizains “Guide Ground Line”, kā parādīts 5. attēlā. “Aizsarga zemējuma vads” abās atslēgas signāla līnijas pusēs var samazināt signāla cilpas laukumu, no vienas puses, kā arī novērš šķērsrunu starp signāla līniju un citām signāla līnijām.

Kopumā PCB plātnes slāņojumu var veidot saskaņā ar šo tabulu.

PCB izkārtojuma prasmes

Izstrādājot PCB izkārtojumu, pilnībā ievērojiet projektēšanas principu, novietojot taisnā līnijā gar signāla plūsmas virzienu, un mēģiniet izvairīties no cilpas uz priekšu un atpakaļ, kā parādīts 6. attēlā. Tas var izvairīties no tiešas signāla savienošanas un ietekmēt signāla kvalitāti. Turklāt, lai novērstu savstarpējus traucējumus un savienojumus starp ķēdēm un elektroniskajiem komponentiem, ķēžu izvietojumā un komponentu izkārtojumā jāievēro šādi principi:

1. Ja uz plates ir izveidots “tīras zemes” interfeiss, filtrēšanas un izolācijas komponenti jānovieto izolācijas joslā starp “tīro zemi” un darba zemi. Tas var novērst to, ka filtrēšanas vai izolācijas ierīces savienojas viena ar otru caur plakano slāni, kas vājina efektu. Turklāt uz “tīras zemes”, izņemot filtrēšanas un aizsargierīces, citas ierīces nevar novietot. 2. Ja vienā PCB ir ievietotas vairākas moduļu shēmas, digitālās shēmas un analogās shēmas, kā arī ātrgaitas un zema ātruma shēmas ir jāizkārto atsevišķi, lai izvairītos no savstarpējiem traucējumiem starp digitālajām shēmām, analogajām shēmām, ātrgaitas shēmām un zema ātruma ķēdes. Turklāt, ja shēmas platē vienlaikus ir liela, vidēja un zema ātruma ķēdes, lai novērstu augstfrekvences ķēdes trokšņu izstarošanos uz āru caur interfeisu.

3. Shēmas plates barošanas ievades porta filtra ķēde jānovieto tuvu saskarnei, lai novērstu filtrētās ķēdes atkārtotu savienošanu.

8. attēls Strāvas ievades porta filtra ķēde jānovieto tuvu saskarnei

4. Interfeisa shēmas filtrēšanas, aizsardzības un izolācijas komponenti ir novietoti tuvu saskarnei, kā parādīts 9. attēlā, kas var efektīvi sasniegt aizsardzības, filtrēšanas un izolācijas efektu. Ja saskarnē ir gan filtrs, gan aizsardzības ķēde, jāievēro vispirms aizsardzības un pēc tam filtrēšanas princips. Tā kā aizsardzības ķēde tiek izmantota ārēja pārsprieguma un pārsprieguma slāpēšanai, ja aizsardzības ķēde ir novietota aiz filtra ķēdes, filtra ķēde tiks bojāta no pārsprieguma un pārstrāvas. Turklāt, tā kā ķēdes ieejas un izejas līnijas vājinās filtrēšanas, izolācijas vai aizsardzības efektu, kad tās ir savienotas viena ar otru, pārliecinieties, ka filtra ķēdes (filtra), izolācijas un aizsardzības ķēdes ieejas un izejas līnijas sapārot viens ar otru izkārtojuma laikā.

5. Jutīgām shēmām vai ierīcēm (piemēram, atiestatīšanas shēmām utt.) jābūt vismaz 1000 jūdžu attālumā no katras plates malas, jo īpaši no plates saskarnes malas.

6. Enerģijas uzglabāšanas un augstfrekvences filtru kondensatori jānovieto netālu no iekārtas ķēdēm vai ierīcēm ar lielām strāvas izmaiņām (piemēram, barošanas moduļa ieejas un izejas spailēm, ventilatoriem un relejiem), lai samazinātu cilpas laukumu. liela strāvas cilpa.

7. Filtra sastāvdaļas jānovieto blakus, lai novērstu atkārtotu filtrētās ķēdes traucējumus.

8. Glabājiet spēcīgas starojuma ierīces, piemēram, kristālus, kristāla oscilatorus, relejus un komutācijas barošanas avotus, vismaz 1000 jūdžu attālumā no plates interfeisa savienotājiem. Tādā veidā traucējumus var izstarot tieši vai strāvu var savienot ar izejošo kabeli, lai izstarotu uz āru.

PCB elektroinstalācijas noteikumi

Papildus komponentu izvēlei un shēmas dizainam laba iespiedshēmas plates (PCB) elektroinstalācija ir arī ļoti svarīgs faktors elektromagnētiskajā saderībā. Tā kā PCB ir neatņemama sistēmas sastāvdaļa, elektromagnētiskās savietojamības uzlabošana PCB vados neradīs papildu izmaksas produkta galīgajā pabeigšanā. Ikvienam vajadzētu atcerēties, ka slikts PCB izkārtojums var radīt vairāk elektromagnētiskās saderības problēmu, nevis tās novērst. Daudzos gadījumos pat filtru un komponentu pievienošana nevar atrisināt šīs problēmas. Galu galā viss dēlis bija jāpārslēdz. Tāpēc tas ir visrentablākais veids, kā sākumā izveidot labus PCB vadu ieradumus. Tālāk tiks iepazīstināti ar dažiem vispārīgiem PCB elektroinstalācijas noteikumiem un elektropārvades līniju, zemes līniju un signālu līniju projektēšanas stratēģijām. Visbeidzot, saskaņā ar šiem noteikumiem ir ierosināti uzlabošanas pasākumi tipiskajai gaisa kondicionētāja iespiedshēmas shēmai. 1. Vadu atdalīšana Vadu atdalīšanas funkcija ir samazināt šķērsrunu un trokšņu savienojumu starp blakus esošajām shēmām tajā pašā PCB slānī. 3W specifikācija nosaka, ka visi signāli (pulkstenis, video, audio, atiestatīšana utt.) ir jāizolē no līnijas uz līniju, no malas līdz malai, kā parādīts 10. attēlā. Lai vēl vairāk samazinātu magnētisko savienojumu, atskaites zemējums ir novietots tuvu atslēgas signālam, lai izolētu savienojuma troksni, ko rada citas signāla līnijas.

2. Aizsardzības un šunta līnijas iestatīšana Šunta un aizsardzības līnija ir ļoti efektīva metode galveno signālu, piemēram, sistēmas pulksteņa signālu, izolēšanai un aizsardzībai trokšņainā vidē. 21. attēlā paralēlā vai aizsardzības ķēde PCB ir novietota gar atslēgas signāla ķēdi. Aizsardzības ķēde ne tikai izolē savienojuma magnētisko plūsmu, ko rada citas signāla līnijas, bet arī izolē galvenos signālus no savienojuma ar citām signāla līnijām. Atšķirība starp šunta līniju un aizsarglīniju ir tāda, ka šunta līnija nav jābeidz (savieno ar zemi), bet abiem aizsarglīnijas galiem jābūt savienotiem ar zemi. Lai vēl vairāk samazinātu savienojumu, aizsardzības ķēdi daudzslāņu PCB var pievienot ar ceļu uz zemi katrā otrajā segmentā.

3. Strāvas līnijas konstrukcija ir balstīta uz iespiedshēmas plates strāvas lielumu, un strāvas līnijas platums ir pēc iespējas biezāks, lai samazinātu cilpas pretestību. Tajā pašā laikā elektrības līnijas un zemes līnijas virziens atbilst datu pārraides virzienam, kas palīdz uzlabot prettrokšņu spēju. Vienā vai dubultā panelī, ja barošanas līnija ir ļoti gara, ik pēc 3000 milimetriem jāpievieno atdalīšanas kondensators, un kondensatora vērtība ir 10uF+1000pF.

Zemējuma vadu dizains

Zemējuma vadu projektēšanas principi ir šādi:

(1) Digitālais zemējums ir atdalīts no analogās zemes. Ja shēmas platē ir gan loģiskās, gan lineārās shēmas, tās pēc iespējas jāatdala. Zemfrekvences ķēdes zemējums pēc iespējas jāiezemē paralēli vienā punktā. Ja faktiskā elektroinstalācija ir sarežģīta, to var daļēji savienot virknē un pēc tam iezemēt paralēli. Augstfrekvences ķēdei jābūt iezemētai vairākos virknes punktos, zemējuma vadam jābūt īsam un nomātam, un režģim līdzīga liela laukuma zemējuma folija ir jāizmanto ap augstfrekvences komponentu, cik vien iespējams.

(2) Zemējuma vadam jābūt pēc iespējas biezākam. Ja zemējuma vads izmanto ļoti ciešu līniju, zemējuma potenciāls mainās, mainoties strāvai, kas samazina prettrokšņu veiktspēju. Tāpēc zemējuma vads ir jāsabiezina tā, lai tas varētu izlaist trīs reizes lielāku strāvu, kas ir pieļaujama uz iespiedplates. Ja iespējams, zemējuma vadam jābūt 2–3 mm vai vairāk.

(3) Zemējuma vads veido slēgtu cilpu. Iespiestajām platēm, kas sastāv tikai no digitālajām shēmām, lielākā daļa to zemējuma ķēžu ir sakārtotas cilpās, lai uzlabotu trokšņu izturību.

Signāla līniju dizains

Atslēgas signālu līnijām, ja platei ir iekšējais signāla vadu slānis, galvenās signāla līnijas, piemēram, pulksteņi, jānovieto uz iekšējā slāņa, un prioritāte tiek piešķirta vēlamajam vadu slānim. Turklāt atslēgas signālu līnijas nedrīkst novirzīt pāri nodalījuma zonai, ieskaitot atskaites plaknes spraugas, ko izraisa caurumi un spilventiņi, pretējā gadījumā tas palielinās signāla cilpas laukumu. Un atslēgas signāla līnijai jābūt tālāk par 3H no atskaites plaknes malas (H ir līnijas augstums no atskaites plaknes), lai nomāktu malas starojuma efektu. Pulksteņa līnijām, kopņu līnijām, radiofrekvenču līnijām un citām spēcīga starojuma signālu līnijām un atiestatīšanas signāla līnijām, mikroshēmu atlases signāla līnijām, sistēmas vadības signāliem un citām jutīgām signālu līnijām, turiet tās tālāk no saskarnes un izejošo signālu līnijām. Tas novērš spēcīgas izstarojošās signāla līnijas traucējumu savienošanos ar izejošo signāla līniju un izstaro uz āru; un arī izvairās no ārējiem traucējumiem, ko rada saskarnes izejošā signāla līnija no savienojuma ar jutīgo signāla līniju, izraisot sistēmas nepareizu darbību. Diferenciālā signāla līnijām jābūt vienā slānī, vienāda garuma un paralēli, saglabājot konsekventu pretestību, un starp diferenciālajām līnijām nedrīkst būt citu vadu. Tā kā tiek nodrošināts, ka diferenciālo līniju pāra kopējā režīma pretestība ir vienāda, tā prettraucējumu spēju var uzlabot. Saskaņā ar iepriekš minētajiem elektroinstalācijas noteikumiem gaisa kondicionētāja tipiskā iespiedshēmas shēma ir uzlabota un optimizēta.