Projektowanie kompatybilności elektromagnetycznej płytki drukowanej (PCB)

Płytka drukowana (PCB) is the support of circuit components and components in electronic products. It provides the electrical connection between circuit components and components. It is the most basic component of various electronic equipment, and its performance is directly related to the quality of electronic equipment. Wraz z rozwojem społeczeństwa informacyjnego wszelkiego rodzaju produkty elektroniczne często współpracują ze sobą, a interferencja między nimi jest coraz poważniejsza. Dlatego kompatybilność elektromagnetyczna staje się kluczem do normalnej pracy układu elektronicznego. Podobnie wraz z rozwojem technologii elektrycznej gęstość PCB jest coraz wyższa. Jakość projektu PCB ma duży wpływ na zakłócenia i zdolność przeciwzakłóceniową obwodu. Oprócz wyboru komponentów i projektu obwodów, dobre okablowanie PCB jest również bardzo ważnym czynnikiem kompatybilności elektromagnetycznej dla optymalnej wydajności obwodów elektronicznych.

ipcb

Since the PCB is an inherent component of the system, enhancing electromagnetic compatibility in the PCB wiring does not incur additional costs to the final product completion. Jednak w projektowaniu płytek drukowanych projektanci produktów często zwracają uwagę tylko na poprawę gęstości, zmniejszenie zajmowania przestrzeni, prostą produkcję lub dążenie do pięknego, jednolitego układu, ignorując wpływ układu obwodów na kompatybilność elektromagnetyczną, tak aby duża liczba sygnałów emitowanych do przestrzeni w celu stworzenia molestowania. Słabe okablowanie PCB może powodować więcej problemów EMC niż może wyeliminować. W wielu przypadkach nawet dodanie filtrów i komponentów nie rozwiązuje tych problemów. Ostatecznie cała tablica musiała zostać ponownie okablowana. Dlatego opracowanie dobrych nawyków związanych z okablowaniem PCB jest najbardziej opłacalnym sposobem na rozpoczęcie.

Należy zwrócić uwagę na to, że nie ma ścisłych zasad dotyczących okablowania PCB i żadnych szczegółowych zasad dotyczących całego okablowania PCB. Większość okablowania PCB jest ograniczona rozmiarem płytki drukowanej i liczbą warstw pokrytych miedzią. Niektóre techniki okablowania, które można zastosować do jednego obwodu, ale nie do innego, zależą od doświadczenia inżyniera okablowania. Istnieje jednak kilka ogólnych zasad, które zostaną omówione poniżej.

Dla dobrej jakości projektu. Niskokosztowa płytka drukowana powinna być zgodna z następującymi ogólnymi zasadami:

2. Układ elementów na PCB

Przede wszystkim należy wziąć pod uwagę, że rozmiar płytki jest zbyt duży. Gdy rozmiar płytki drukowanej jest zbyt duży, drukowana linia jest długa, impedancja wzrasta, zdolność przeciwzakłóceniowa maleje, a koszt wzrasta. Zbyt małe rozpraszanie ciepła nie jest dobre, a sąsiednie linie są podatne na zakłócenia. Po ustaleniu rozmiaru PCB. Następnie zlokalizuj specjalne komponenty. Wreszcie, zgodnie z jednostką funkcjonalną obwodu, wszystkie elementy obwodu są ułożone.

A digital circuit in an electronic device. Układ i charakterystyka okablowania obwodów analogowych i obwodów mocy są różne, wytwarzają zakłócenia, a metody tłumienia zakłóceń są różne. Also high frequency. Ze względu na różną częstotliwość zakłócenia obwodu niskiej częstotliwości i sposób tłumienia zakłóceń są różne. Tak więc w układzie komponentów powinien być obwód cyfrowy. The analog circuit and the power supply circuit are placed separately to separate the high frequency circuit from the low frequency circuit. If there are conditions, they should be isolated or made into a circuit board separately. Ponadto w układzie należy również zwrócić szczególną uwagę na mocne. Weak signal device distribution and signal transmission direction.

In printed board layout high speed. W przypadku obwodów logicznych o średniej i niskiej prędkości elementy należy rozmieścić w sposób pokazany na rysunku 1-1.

Podobnie jak w przypadku innych układów logicznych, elementy powinny być umieszczone jak najbliżej siebie, aby uzyskać lepszy efekt przeciwzakłóceniowy. The position of components on the PRINTED circuit board should take full account of emi. Jedną z zasad jest, aby leady między komponentami były jak najkrótsze. Jeśli chodzi o układ, część sygnału analogowego, część obwodu cyfrowego o dużej szybkości i część źródła szumu (taka jak przekaźnik, przełącznik wysokoprądowy itp.) powinny być odpowiednio oddzielone, aby zminimalizować sprzężenie sygnału między nimi, jak pokazano na rysunku 1. -②.

Clock generator. Crystal oscillator and CPU clock input are prone to noise, to be closer to each other. Noisy devices. Low current circuit. Large current circuits should be kept away from logic circuits as far as possible. Jeśli to możliwe, ważne jest wykonanie oddzielnej płytki drukowanej.

2.1 The following principles shall be observed when determining the location of special components: (1) Shorten the connection between high-frequency components as far as possible, and try to reduce their distribution parameters and electromagnetic interference between each other. Elementy łatwo zakłócane nie powinny znajdować się zbyt blisko siebie, a elementy wejściowe i wyjściowe powinny znajdować się jak najdalej.

(2) Może występować duża różnica potencjałów między niektórymi komponentami lub przewodami, dlatego odległość między nimi należy zwiększyć, aby uniknąć przypadkowego zwarcia spowodowanego wyładowaniem. Komponenty o wysokim napięciu powinny być w miarę możliwości umieszczane w miejscach trudno dostępnych ręcznie podczas debugowania.

(3) Komponenty, których waga przekracza 15g. Należy ją usztywnić, a następnie zespawać. Są duże i ciężkie. Podzespoły o wysokiej kaloryczności nie powinny być instalowane na płytce drukowanej, ale na obudowie całej maszyny i należy wziąć pod uwagę problem rozpraszania ciepła. Elementy termiczne należy trzymać z dala od elementów grzewczych.

(4) dla potencjometru. Regulowana cewka indukcyjna. Kondensator zmienny. Układ elementów regulowanych, takich jak mikroprzełącznik, powinien uwzględniać wymagania konstrukcyjne całej maszyny. Jeśli regulacja maszyny, powinna być umieszczona na płycie drukowanej powyżej łatwej regulacji miejsca; Jeśli maszyna jest regulowana na zewnątrz, jej położenie należy dostosować do położenia pokrętła regulacyjnego na panelu podwozia.

(5) Pozycję zajmowaną przez otwór pozycjonujący i wspornik mocujący płytki drukowanej należy odłożyć na bok.

2.2 Układ wszystkich elementów obwodu zgodnie z jednostkami funkcjonalnymi obwodu powinien być zgodny z następującymi zasadami:

(1) Rozmieść położenie każdej jednostki funkcjonalnej obwodu zgodnie z procesem obwodu, tak aby układ był wygodny dla przepływu sygnału, a sygnał w miarę możliwości utrzymywał ten sam kierunek.

(2) Do podstawowych elementów każdego obwodu funkcjonalnego jako centrum, wokół niego, aby wykonać układ. Komponenty powinny być jednolite. I schludnie. Kompaktowy układ na płytce drukowanej w celu zminimalizowania i skrócenia przewodów i połączeń między komponentami. (3) W przypadku obwodów pracujących przy wysokich częstotliwościach należy wziąć pod uwagę parametry rozłożone między elementami. W ogólnych obwodach elementy powinny być ułożone równolegle, w miarę możliwości. W ten sposób nie tylko piękne i łatwe w montażu spawanie, łatwe do masowej produkcji.

(4) Elementy znajdujące się na krawędzi płytki drukowanej, zwykle nie mniej niż 2 mm od krawędzi płytki drukowanej. Najlepszym kształtem płytki drukowanej jest prostokąt. Stosunek długości do szerokości 3:2 lub 4:3. Rozmiar płytki drukowanej jest większy niż 200x150mm. Należy zwrócić uwagę na wytrzymałość mechaniczną płytki drukowanej.

2.3 Ogólne wymagania dotyczące układu elementów PCB:

Elementy obwodów i ścieżki sygnałowe muszą być tak rozplanowane, aby zminimalizować sprzężenie niepożądanych sygnałów:

(1) Kanał niskiego sygnału elektronicznego nie powinien znajdować się blisko kanału sygnału wysokiego poziomu i linii energetycznej bez filtrowania, w tym obwodu, który może wytwarzać proces przejściowy.

(2) Oddziel obwód analogowy niskiego poziomu od obwodu cyfrowego, aby uniknąć obwodu analogowego. Obwód cyfrowy i wspólna pętla zasilacza wytwarzają wspólne sprzężenie impedancyjne.

(3) wysoka. W. Obwody logiczne o niskiej prędkości wykorzystują różne obszary na płytce drukowanej.

(4) Długość linii sygnałowej powinna być zminimalizowana, gdy obwód jest ułożony

(5) Zapewnij pomiędzy sąsiednimi płytami. Między sąsiednimi warstwami tej samej płyty. Nie należy umieszczać zbyt długich równoległych kabli sygnałowych między sąsiednimi kablami w tej samej warstwie.

(6) Filtr zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) powinien znajdować się jak najbliżej źródła EMI i powinien znajdować się na tej samej płytce drukowanej.

(7) Przetwornica DC/DC. Elementy przełączające i prostowniki należy umieszczać jak najbliżej transformatora, aby zminimalizować długość ich przewodów

(8) Umieść element regulujący napięcie i kondensator filtrujący jak najbliżej diody prostowniczej.

(9) Płytka drukowana jest podzielona zgodnie z charakterystyką przełączania częstotliwości i prądu, a element szumu i element bez szumu powinny znajdować się dalej.

(10) Okablowanie wrażliwe na zakłócenia nie powinno być równoległe do wysokoprądowej, szybkiej linii przełączającej.