Ħarsa ġenerali lejn l-għarfien tas-serje EMC f’kaskading tal-PCB

PCB l-istivar huwa fattur importanti biex tiġi ddeterminata l-prestazzjoni EMC tal-prodotti. Saffi tajbin jistgħu jkunu effettivi ħafna fit-tnaqqis tar-radjazzjoni mill-linja tal-PCB (emissjoni mod differenzjali), kif ukoll minn kejbils konnessi mal-bord (emissjoni mod komuni).

ipcb

Min-naħa l-oħra, kaskata ħażina tista ‘żżid ħafna r-radjazzjoni taż-żewġ mekkaniżmi. Erba ‘fatturi huma importanti għall-konsiderazzjoni tal-istivar tal-pjanċi:

1. Numru ta ‘saffi;

2. In-numru u t-tip ta ‘saffi użati (qawwa u / jew art);

3. L-ordni jew is-sekwenza tas-saffi;

4. L-intervall bejn saffi.

Normalment in-numru ta ‘saffi biss huwa kkunsidrat. F’ħafna każijiet, it-tliet fatturi l-oħra huma ugwalment importanti, u r-raba ‘xi kultant lanqas biss huwa magħruf mid-disinjatur tal-PCB. Meta tiddetermina n-numru ta ‘saffi, ikkunsidra dan li ġej:

1. Il-kwantità tas-sinjal u l-ispiża tal-wajers;

2. Frekwenza;

3. Il-prodott irid jissodisfa r-rekwiżiti tal-varar tal-Klassi A jew tal-Klassi B?

4. Il-PCB huwa f’kaxxa protetta jew mhux protetta;

5. Kompetenza fl-inġinerija EMC tat-tim tad-disinn.

Normalment l-ewwel terminu biss jiġi kkunsidrat. Tabilħaqq, l-oġġetti kollha kienu vitali u għandhom jiġu kkunsidrati b’mod ugwali. Dan l-aħħar oġġett huwa partikolarment importanti u m’għandux jiġi injorat jekk id-disinn ottimali jrid jinkiseb fl-inqas ammont ta ‘ħin u spiża.

Pjanċa b’ħafna saffi li tuża pjan ta ‘l-art u / jew ta’ l-enerġija tipprovdi tnaqqis sinifikanti fl-emissjoni ta ‘radjazzjoni meta mqabbla ma’ pjanċa b’żewġ saffi. Regola ġenerali użata hija li pjanċa b’erba ‘saffi tipproduċi 15dB inqas radjazzjoni minn pjanċa b’żewġ saffi, il-fatturi l-oħra kollha huma ugwali. Bord b’wiċċ ċatt huwa ħafna aħjar minn bord mingħajr wiċċ ċatt għar-raġunijiet li ġejjin:

1. Jippermettu li s-sinjali jiġu mgħoddija bħala linji mikrostrip (jew linji żigarella). Dawn l-istrutturi huma linji ta ‘trasmissjoni ta’ impedenza kkontrollata b’ħafna inqas radjazzjoni mill-wajers każwali użati fuq bordijiet b’żewġ saffi;

2. Il-pjan terren inaqqas b’mod sinifikanti l-impedenza tal-art (u għalhekk l-istorbju tal-art).

Għalkemm żewġ pjanċi ntużaw b’suċċess f’kompartimenti mhux protetti ta ’20-25mhz, dawn il-każijiet huma l-eċċezzjoni aktar milli r-regola. Fuq minn 10-15mhz, il-pannelli b’ħafna saffi għandhom ġeneralment jiġu kkunsidrati.

Hemm ħames għanijiet li għandek tipprova tikseb meta tuża bord b’ħafna saffi. Dawn huma:

1. Is-saff tas-sinjal għandu dejjem ikun maġenb il-pjan;

2. Is-saff tas-sinjal għandu jkun akkoppjat sewwa (viċin) mal-pjan adjaċenti tiegħu;

3, il-pjan tal-enerġija u l-pjan terren għandhom ikunu kkombinati mill-qrib;

4, is-sinjal ta ‘veloċità għolja għandu jkun midfun fil-linja bejn żewġ pjani, il-pjan jista’ jkollu rwol ta ‘lqugħ, u jista’ jrażżan ir-radjazzjoni tal-linja stampata b’veloċità għolja;

5. Pjani ta ‘l-ert multipli għandhom bosta vantaġġi għax inaqqsu l-impedenza ta’ l-ert (pjan ta ‘referenza) tal-bord u jnaqqsu r-radjazzjoni tal-modalità komuni.

B’mod ġenerali, aħna niffaċċjaw għażla bejn l-akkoppjar tas-sinjal / pjan ta ‘prossimità (Objettiv 2) u l-akkoppjament ta’ prossimità ta ‘enerġija / pjan ta’ l-art (objettiv 3). B’tekniki ta ’kostruzzjoni tal-PCB konvenzjonali, il-kapaċitanza tal-pjanċa ċatta bejn il-provvista ta’ enerġija biswit u l-pjan terren mhix biżżejjed biex tipprovdi diżakkoppjament suffiċjenti taħt il-500 MHz.

Għalhekk, id-diżakkoppjament għandu jiġi indirizzat b’mezzi oħra, u ġeneralment għandna nagħżlu akkoppjament strett bejn is-sinjal u l-pjan ta ‘ritorn kurrenti. Il-vantaġġi ta ‘akkoppjament issikkat bejn is-saff tas-sinjal u l-pjan ta’ ritorn kurrenti se jegħlbu l-iżvantaġġi kkawżati minn telf żgħir ta ‘kapaċitanza bejn il-pjani.

Tmien saffi huwa n-numru minimu ta ‘saffi li jistgħu jintużaw biex jintlaħqu l-ħames għanijiet kollha. Uħud minn dawn l-għanijiet se jkollhom jiġu kompromessi fuq bordijiet b’erba ‘u sitt saffi. Taħt dawn il-kundizzjonijiet, trid tiddetermina liema għanijiet huma l-aktar importanti għad-disinn li għandek.

Il-paragrafu ta ‘hawn fuq m’għandux jiġi interpretat li jfisser li ma tistax tagħmel disinn EMC tajjeb fuq bord ta’ erba ‘jew sitt livelli, kif tista’. Juri biss li mhux l-għanijiet kollha jistgħu jintlaħqu f’daqqa u li hemm bżonn ta ‘xi tip ta’ kompromess.

Peress li l-għanijiet mixtieqa kollha tal-EMC jistgħu jinkisbu bi tmien saffi, m’hemm l-ebda raġuni biex jintużaw aktar minn tmien saffi ħlief biex jakkomodaw saffi addizzjonali tar-rotta tas-sinjali.

Mil-lat mekkaniku, għan ieħor ideali huwa li s-sezzjoni trasversali tal-bord tal-PCB tkun simetrika (jew ibbilanċjata) biex tevita t-tgħawwiġ.

Pereżempju, fuq bord ta ‘tmien saffi, jekk it-tieni saff huwa pjan, allura s-seba’ saff għandu jkun ukoll pjan.

Għalhekk, il-konfigurazzjonijiet kollha ppreżentati hawn jużaw strutturi simetriċi jew ibbilanċjati. Jekk strutturi asimmetriċi jew żbilanċjati huma permessi, huwa possibbli li jinbnew konfigurazzjonijiet oħra ta ‘kaskata.

Bord b’erba ‘saffi

L-iktar struttura komuni tal-pjanċa b’erba ‘saffi tidher fil-Figura 1 (il-pjan ta’ l-enerġija u l-pjan ta ‘l-art huma interkambjabbli). Din tikkonsisti f’erba ‘saffi spazjati b’mod uniformi bi pjan ta’ qawwa interna u pjan ta ‘l-art. Dawn iż-żewġ saffi ta ‘wajers esterni ġeneralment ikollhom direzzjonijiet ta’ wajers ortogonali.

Għalkemm din il-kostruzzjoni hija ħafna aħjar minn pannelli doppji, għandha xi karatteristiċi inqas mixtieqa.

Għal-lista ta ‘miri fil-Parti 1, dan il-munzell jissodisfa biss il-mira (1). Jekk is-saffi huma spazjati b’mod ugwali, hemm distakk kbir bejn is-saff tas-sinjal u l-pjan tar-ritorn kurrenti. Hemm ukoll distakk kbir bejn il-pjan tal-enerġija u l-pjan tal-art.

Għal bord b’ħames saffi, ma nistgħux nikkoreġu ż-żewġ difetti fl-istess ħin, allura rridu niddeċiedu liema huwa l-iktar importanti għalina.

Kif imsemmi qabel, il-kapaċitanza bejn is-saffi bejn il-provvista ta ‘enerġija biswit u l-pjan terren mhix biżżejjed biex tipprovdi diżakkoppjar adegwat bl-użu ta’ tekniki konvenzjonali tal-manifattura tal-PCB.

Id-diżakkoppjament għandu jiġi ttrattat b’mezzi oħra, u għandna nagħżlu akkoppjament strett bejn is-sinjal u l-pjan ta ‘ritorn kurrenti. Il-vantaġġi ta ‘akkoppjament issikkat bejn is-saff tas-sinjal u l-pjan tar-ritorn kurrenti se jegħlbu l-iżvantaġġi ta’ telf żgħir ta ‘kapaċitanza bejn is-saffi.

Għalhekk, l-iktar mod sempliċi biex ittejjeb il-prestazzjoni EMC tal-pjanċa b’erba ‘saffi huwa li ġġib is-saff tas-sinjal kemm jista’ jkun viċin il-pjan. 10mil), u juża qalba dielettrika kbira bejn is-sors tal-enerġija u l-pjan terren (> 40mil), kif muri fil-Figura 2.

Dan għandu tliet vantaġġi u ftit żvantaġġi. Iż-żona tal-linja tas-sinjal hija iżgħar, u għalhekk tiġi ġġenerata inqas radjazzjoni b’mod differenzjali. Għall-każ ta ‘intervall ta’ 5mil bejn is-saff tal-wajers u s-saff pjan, tnaqqis tar-radjazzjoni tal-linja ta ’10dB jew aktar jista’ jinkiseb relattivament għal struttura f’munzelli spazjati b’mod ugwali.

It-tieni, l-igganċjar issikkat tal-wajers tas-sinjali mal-art inaqqas l-impedenza pjanari (induttanza), u b’hekk inaqqas ir-radjazzjoni tal-mod komuni tal-kejbil imqabbad mal-bord.

It-tielet, l-igganċjar issikkat tal-wajers mal-pjan inaqqas il-krosstalk bejn il-wajers. Għal spazjar fiss tal-kejbil, il-krosstalk huwa proporzjonali għall-kwadru tal-għoli tal-kejbil. Dan huwa wieħed mill-aktar modi faċli, irħas u l-iktar injorati biex titnaqqas ir-radjazzjoni minn PCB b’erba ‘saffi.

Permezz ta ‘din l-istruttura kaskata, aħna nissodisfaw iż-żewġ għanijiet (1) u (2).

Liema possibbiltajiet oħra hemm għall-istruttura laminata b’erba ‘saffi? Ukoll, nistgħu nużaw daqsxejn ta ‘struttura mhux konvenzjonali, jiġifieri nibdlu s-saff tas-sinjal u s-saff pjan fil-Figura 2 biex nipproduċu l-kaskata murija fil-Figura 3A.

Il-vantaġġ ewlieni ta ‘din il-laminazzjoni huwa li l-pjan ta’ barra jipprovdi lqugħ għar-rotta tas-sinjal fuq is-saff ta ‘ġewwa. L-iżvantaġġ huwa li l-pjan terren jista ‘jinqata’ ħafna mill-pads tal-komponenti ta ‘densità għolja fuq il-PCB. Dan jista ‘jittaffa sa ċertu punt billi ddawwar il-pjan, tqiegħed il-pjan ta’ l-enerġija fuq in-naħa ta ‘l-element, u tpoġġi l-pjan ta’ l-art fuq in-naħa l-oħra tal-bord.

It-tieni, xi nies ma jħobbux li jkollhom pjan ta ‘enerġija espost, u t-tielet, saffi ta’ sinjali midfuna jagħmluha diffiċli biex tinħadem mill-ġdid il-bord. Il-kaskata tissodisfa l-objettiv (1), (2), u parzjalment tissodisfa l-objettiv (4).

Tnejn minn dawn it-tliet problemi jistgħu jiġu mitigati minn kaskata kif muri fil-Figura 3B, fejn iż-żewġ pjani ta ‘barra huma pjani ta’ l-art u l-provvista ta ‘l-enerġija hija mgħoddija fuq il-pjan tas-sinjal bħala wajers.Il-provvista ta ‘l-enerġija għandha tiġi rasterizzata permezz ta’ traċċi wesgħin fis-saff tas-sinjal.

Żewġ vantaġġi addizzjonali ta ‘din il-kaskata huma:

(1) Iż-żewġ pjani ta ‘l-art jipprovdu impedenza ta’ l-art ħafna iktar baxxa, u b’hekk inaqqsu r-radjazzjoni tal-kejbil ta ‘modalità komuni;

(2) Iż-żewġ pjani ta ‘l-art jistgħu jinħietu flimkien fil-periferija tal-pjanċa biex tissiġilla t-traċċi kollha tas-sinjali f’gaġġa ta’ Faraday.

Mil-lat EMC, dan is-saffi, jekk isir tajjeb, jista ‘jkun l-aħjar saffi ta’ PCB b’erba ‘saffi. Issa lħaqna l-għanijiet (1), (2), (4) u (5) b’bord ta ‘erba’ saffi wieħed biss.

Il-Figura 4 turi r-raba ‘possibbiltà, mhux dik tas-soltu, iżda waħda li tista’ taħdem tajjeb. Dan huwa simili għall-Figura 2, iżda l-pjan terren jintuża minflok il-pjan tal-enerġija, u l-provvista tal-enerġija taġixxi bħala traċċa fuq is-saff tas-sinjal għall-wajers.

Din il-kaskata tegħleb il-problema ta ‘xogħol mill-ġdid imsemmija hawn fuq u tipprovdi wkoll impedenza baxxa tal-art minħabba ż-żewġ pjani tal-art. Madankollu, dawn l-ajruplani ma jipprovdu l-ebda lqugħ. Din il-konfigurazzjoni tissodisfa l-għanijiet (1), (2), u (5), iżda ma tissodisfax l-għanijiet (3) jew (4).

Allura, kif tista ‘tara hemm aktar għażliet għal saffi ta’ erba ‘saffi milli tista’ taħseb inizjalment, u huwa possibbli li nilħqu erba ‘mill-ħames għanijiet tagħna b’PBBS b’erba’ saffi. Mil-lat tal-EMC, is-saffi tal-Figuri 2, 3b, u 4 kollha jaħdmu tajjeb.

Bord ta ‘6 saffi

Il-biċċa l-kbira tal-bordijiet ta ’sitt saffi jikkonsistu f’erba’ saffi tal-wajers tas-sinjali u żewġ saffi ta ’pjan, u bordijiet ta’ sitt saffi huma ġeneralment superjuri għal bordijiet ta ’erba’ saffi minn perspettiva EMC.

Il-Figura 5 turi struttura kaskata li ma tistax tintuża fuq bord b’sitt saffi.

Dawn il-pjani ma jipprovdux lqugħ għas-saff tas-sinjal, u tnejn mis-saffi tas-sinjal (1 u 6) mhumiex maġenb pjan. Dan l-arranġament jaħdem biss jekk is-sinjali ta ‘frekwenza għolja kollha jiġu dirottati fis-saffi 2 u 5, u sinjali ta’ frekwenza baxxa ħafna biss, jew aħjar, l-ebda wajers tas-sinjali (biss pads tal-istann) ma jintbagħtu fis-saffi 1 u 6.

Jekk tintuża, kwalunkwe żona mhux użata fl-art 1 u 6 għandha tkun asfaltata u viAS imwaħħla ma ‘l-art ewlenija kemm jista’ jkun.

Din il-konfigurazzjoni tissodisfa wieħed biss mill-għanijiet oriġinali tagħna (Goal 3).

B’sitt saffi disponibbli, il-prinċipju li jiġu pprovduti żewġ saffi midfuna għal sinjali ta ’veloċità għolja (kif muri fil-Figura 3) huwa implimentat faċilment, kif muri fil-Figura 6. Din il-konfigurazzjoni tipprovdi wkoll żewġ saffi tal-wiċċ għal sinjali ta ‘veloċità baxxa.

Din hija probabbilment l-iktar struttura komuni ta ‘sitt saffi u tista’ tkun effettiva ħafna fil-kontroll tal-emissjoni elettromanjetika jekk isir sewwa. Din il-konfigurazzjoni tissodisfa l-għan 1,2,4, iżda mhux l-għan 3,5. L-iżvantaġġ ewlieni tiegħu huwa s-separazzjoni tal-pjan tal-enerġija u l-pjan tal-art.

Minħabba din is-separazzjoni, m’hemmx ħafna capacitance bejn l-ajruplan bejn il-pjan ta ‘l-enerġija u l-pjan ta’ l-art, għalhekk għandu jittieħed disinn bir-reqqa ta ‘diżakkoppjament biex ilaħħaq ma’ din is-sitwazzjoni. Għal aktar informazzjoni dwar id-diżakkoppjament, ara l-pariri dwar it-teknika tad-Diżakkoppjament tagħna.

Struttura laminata ta ’sitt saffi kważi identika, li ġġib ruħha tajjeb tidher fil-Figura 7.

H1 jirrappreżenta s-saff tar-rotta orizzontali tas-sinjal 1, V1 jirrappreżenta s-saff tar-rotta vertikali tas-sinjal 1, H2 u V2 jirrappreżentaw l-istess tifsira għas-sinjal 2, u l-vantaġġ ta ‘din l-istruttura huwa li s-sinjali tar-rotta ortogonali dejjem jirreferu għall-istess pjan.

Biex tifhem għaliex dan huwa importanti, ara t-taqsima dwar il-pjani sinjal-għal-referenza fil-Parti 6. L-iżvantaġġ huwa li s-sinjali tas-saff 1 u tas-saff 6 mhumiex protetti.

Għalhekk, is-saff tas-sinjal għandu jkun viċin ħafna tal-pjan adjaċenti tiegħu u saff tal-qalba tan-nofs eħxen għandu jintuża biex jagħmel il-ħxuna tal-pjanċa meħtieġa. L-ispazjar tipiku tal-pjanċa ħoxna ta ‘0.060 pulzieri x’aktarx ikun 0.005 “/ 0.005” / 0.040 “/ 0.005” / 0.005 “/ 0.005”. Din l-istruttura tissodisfa l-Għanijiet 1 u 2, iżda mhux l-għanijiet 3, 4 jew 5.

Pjanċa oħra ta ’sitt saffi b’rendiment eċċellenti tidher fil-Figura 8. Jipprovdi żewġ saffi midfuna tas-sinjali u pjani tal-enerġija u tal-art biswit biex jilħqu l-ħames għanijiet kollha. Madankollu, l-akbar żvantaġġ huwa li għandu biss żewġ saffi tal-wajers, u għalhekk ma jintużax ħafna drabi.

Pjanċa b’sitt saffi hija aktar faċli biex tinkiseb kompatibilità elettromanjetika tajba minn pjanċa b’erba ‘saffi. Għandna wkoll il-vantaġġ ta ‘erba’ saffi ta ‘routing tas-sinjali minflok ma nkunu limitati għal tnejn.

Kif kien il-każ bil-bord taċ-ċirkwit b’erba ‘saffi, il-PCB ta’ sitt saffi laħaq erba ‘mill-ħames għanijiet tagħna. Il-ħames għanijiet kollha jistgħu jintlaħqu jekk nillimitaw lilna nfusna għal żewġ saffi tar-rotta tas-sinjali. L-istrutturi fil-Figura 6, Figura 7, u Figura 8 kollha jaħdmu tajjeb minn perspettiva EMC.