Dalam reka bentuk EMC dari BPA, perhatian pertama adalah pengaturan lapisan; Lapisan papan terdiri daripada bekalan kuasa, lapisan tanah dan lapisan isyarat. Dalam reka bentuk produk EMC, selain pemilihan komponen dan reka bentuk litar, reka bentuk PCB yang baik juga merupakan faktor yang sangat penting.

Kunci untuk reka bentuk EMC PCB adalah untuk meminimumkan kawasan aliran balik dan membuat jalan aliran balik mengalir ke arah yang kami rancang. Reka bentuk lapisan adalah asas PCB, bagaimana melakukan pekerjaan yang baik dalam reka bentuk lapisan PCB untuk menjadikan kesan EMC dari PCB optimum?

I. Merangka idea lapisan PCB

Inti perancangan dan reka bentuk EMC berlamina PCB adalah dengan merancang jalan aliran balik isyarat untuk meminimumkan kawasan aliran balik isyarat dari lapisan cermin papan, untuk menghilangkan atau meminimumkan fluks magnet.

Lapisan cermin papan tunggal

Lapisan cermin adalah lapisan lengkap lapisan satah bersalut tembaga (lapisan bekalan kuasa, lapisan pembumian) yang berdekatan dengan lapisan isyarat di dalam PCB. Fungsi utama adalah seperti berikut:

(1) Mengurangkan kebisingan aliran balik: lapisan cermin dapat memberikan jalan impedansi rendah untuk aliran balik lapisan isyarat, terutama ketika ada aliran arus besar dalam sistem pengedaran daya, peranan lapisan cermin lebih jelas.

(2) Pengurangan EMI: keberadaan lapisan cermin mengurangkan luas gelung tertutup yang dibentuk oleh isyarat dan refluks dan mengurangkan EMI;

(3) mengurangkan crosstalk: membantu mengawal masalah crosstalk antara garis isyarat dalam litar digital berkelajuan tinggi, mengubah ketinggian garis isyarat dari lapisan cermin, anda dapat mengawal crosstalk antara garis isyarat, semakin tinggi ketinggian, semakin kecil crosstalk;

(4) Impedance control untuk mengelakkan pantulan isyarat.

Pemilihan lapisan cermin

(1) Baik catu daya dan bidang tanah dapat digunakan sebagai bidang rujukan, dan memiliki efek pelindung tertentu pada pendawaian dalaman;

(2) Secara relatif, bidang daya mempunyai impedansi ciri tinggi, dan ada kemungkinan perbedaan besar dengan tingkat rujukan, dan gangguan frekuensi tinggi pada bidang daya relatif besar;

(3) Dari perspektif pelindung, bidang tanah pada dasarnya dibumikan dan digunakan sebagai titik rujukan tahap rujukan, dan kesan pelindungnya jauh lebih baik daripada bidang daya;

(4) Ketika memilih bidang rujukan, bidang tanah harus lebih disukai, dan bidang daya harus dipilih kedua

Dua, prinsip pembatalan fluks magnetik

Menurut persamaan Maxwell, semua tindakan elektrik dan magnetik antara badan atau arus bercas yang terpisah dihantar melalui kawasan perantaraan di antara mereka, sama ada bahan vakum atau pepejal. Dalam PCB, fluks selalu disebarkan di saluran penghantaran. Sekiranya jalur aliran balik rf selari dengan jalur isyarat yang sepadan, fluks pada laluan aliran balik berada pada arah yang bertentangan dengan jalur isyarat, maka mereka saling tumpang tindih, dan kesan pembatalan fluks diperolehi.

Sifat pembatalan fluks magnetik

Inti pembatalan fluks adalah kawalan laluan aliran balik isyarat, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut:

Peraturan tangan kanan menerangkan kesan pembatalan fluks magnetik

Cara menggunakan peraturan tangan kanan untuk menjelaskan kesan pembatalan fluks magnetik apabila lapisan isyarat berdekatan dengan stratum dijelaskan seperti berikut:

(1) Ketika arus mengalir melalui wayar, medan magnet akan dihasilkan di sekitar wayar, dan arah medan magnet ditentukan oleh aturan tangan kanan.

(2) ketika ada dua yang berdekatan satu sama lain dan selari dengan wayar, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, salah satu konduktor elektrik untuk mengalir keluar, yang lain konduktor elektrik untuk mengalir, jika arus elektrik mengalir melalui wayar adalah arus dan isyarat arus baliknya, maka dua arah arus yang berlawanan sama, jadi medan magnetnya sama, tetapi arahnya berlawanan,Oleh itu, mereka saling membatalkan.

Lima, enam contoh reka bentuk papan

Untuk enam lapisan, rancangan 3 lebih disukai

Analisis:

(1) Oleh kerana lapisan isyarat berdekatan dengan satah rujukan reflow, dan S1, S2 dan S3 berdekatan dengan bidang tanah, kesan pembatalan fluks magnetik terbaik dicapai. Oleh itu, S2 adalah lapisan penghalaan yang disukai, diikuti oleh S3 dan S1.

(2) Bidang daya berdekatan dengan pesawat GND, jarak antara pesawat sangat kecil, dan mempunyai kesan pembatalan fluks magnetik terbaik dan impedans pesawat daya rendah.

(3) Catu daya utama dan kain lantai yang sesuai terletak di lapisan 4 dan 5. Ketika ketebalan lapisan diatur, jarak antara S2-P harus ditingkatkan dan jarak antara P-G2 harus dikurangkan (jarak antara lapisan G1-S2 harus dikurangkan sesuai), untuk mengurangi impedansi bidang daya dan pengaruh bekalan kuasa pada S2.

Untuk enam lapisan, pilihan 4

Analisis:

Skema 4 lebih sesuai daripada Skema 3 untuk keperluan isyarat tempatan yang kecil, yang dapat menyediakan lapisan pendawaian S2 yang sangat baik.

Kesan EMC terburuk, pelan 2

Analisis: Dalam struktur ini, S1 dan S2 bersebelahan, S3 dan S4 bersebelahan, dan S3 dan S4 tidak bersebelahan dengan permukaan tanah, jadi kesan pembatalan fluks magnet lemah.

kesimpulan

Prinsip khusus reka bentuk lapisan PCB:

(1) Terdapat permukaan tanah (perisai) lengkap di bawah permukaan komponen dan permukaan kimpalan;

(2) Cuba elakkan berdekatan dengan dua lapisan isyarat;

(3) Semua lapisan isyarat berdekatan dengan permukaan tanah sejauh mungkin;

(4) Lapisan pendawaian frekuensi tinggi, kelajuan tinggi, jam dan isyarat kunci lain harus mempunyai bidang tanah yang berdekatan.