Таҳлили технологияи тарроҳии PCB дар асоси EMC

Илова ба интихоби ҷузъҳо ва тарҳи схема, хуб Шӯрои ноҳиявии чопшуда Тарҳрезии (PCB) низ омили хеле муҳими мутобиқати электромагнитӣ мебошад. Калиди тарроҳии PCB EMC ин аст, ки то ҳадди имкон кам кардани майдони бозсозӣ ва бигзоред, ки роҳи дубора ба самти тарроҳӣ ҷараён гирад. Мушкилоти маъмултарини ҷараёни бозгашт аз тарқишҳо дар ҳавопаймои истинод, тағир додани қабати ҳавопаймои истинод ва сигнале, ки тавассути пайвасткунак мегузарад, ба вуҷуд меояд. Конденсаторҳо ё конденсаторҳои ҷудокунӣ метавонанд баъзе мушкилотро ҳал кунанд, аммо импеданси умумии конденсаторҳо, вентиляторҳо, пистонҳо ва ноқилҳо бояд ба назар гирифта шаванд. Ин лексия технологияи тарҳрезии PCB-и EMC-ро аз се ҷиҳат муаррифӣ мекунад: стратегияи қабати PCB, малакаҳои тарҳрезӣ ва қоидаҳои ноқил.

ipcb

Стратегияи қабати PCB

Ғафсӣ, тавассути раванд ва шумораи қабатҳо дар тарҳрезии тахтаи ноҳиявӣ калиди ҳалли мушкилот нестанд. Стейккунии хуби қабатӣ ин таъмини гардиш ва ҷудошавии автобуси барқ ​​​​ва кам кардани шиддати муваққатӣ дар қабати барқ ​​​​ё қабати замин мебошад. Калиди муҳофизат кардани майдони электромагнитии сигнал ва таъминоти барқ. Аз нуқтаи назари аломатҳои сигнал, стратегияи хуби қабатбандӣ бояд гузоштани ҳама нишонаҳои сигнал дар як ё якчанд қабат бошад ва ин қабатҳо дар паҳлӯи қабати барқ ​​ё қабати заминӣ ҷойгиранд. Барои таъмини нерӯи барқ, стратегияи хуби қабатбанди бояд он бошад, ки қабати барқ ​​​​ба қабати заминӣ наздик бошад ва масофаи байни қабати барқ ​​​​ва қабати замин то ҳадди имкон камтар бошад. Ин аст он чизе ки мо стратегияи “қабат” меномем. Дар зер мо махсусан дар бораи стратегияи аълои қабати PCB сӯҳбат хоҳем кард. 1. Ҳавопаймои проексияи қабати ноқилҳо бояд дар минтақаи қабати ҳамвории такрории он бошад. Агар қабати ноқилҳо дар минтақаи проексияи қабати ҳавопаймои такрорӣ набошад, ҳангоми интиқоли ноқилҳо берун аз минтақаи проексия хатҳои сигналӣ пайдо мешаванд, ки боиси мушкилоти “радиатсияи канорӣ” мешаванд ва инчунин боиси зиёд шудани майдони ҳалқаи сигнал мегардад. Дар натиҷа радиатсияи дифференсиалӣ зиёд мешавад. 2. Кӯшиш кунед, ки аз насб кардани қабатҳои ноқилҳои ҳамсоя худдорӣ намоед. Азбаски пайҳои параллелии сигнал дар қабатҳои ноқилҳои ҳамсоя метавонанд боиси сар задани сигналҳо шаванд, агар аз қабатҳои ноқилҳои ҳамсоя канорагирӣ кардан ғайриимкон бошад, фосилаи қабати байни ду қабати ноқилҳо бояд ба таври мувофиқ зиёд карда шавад ва фосилаи қабати байни қабати ноқилҳо ва схемаи сигнали он кам карда шавад. 3. Қабатҳои ҳамвории ҳамшафат бояд аз ҳамвораҳои проекциявии худ канорагирӣ кунанд. Зеро вақте ки пешгӯиҳо ба ҳам мепайвандад, иқтидори пайвастшавӣ байни қабатҳо боиси садои байни қабатҳо бо ҳамдигар мегардад.

Тарҳрезии панели бисёрқабата

Вақте ки басомади соат аз 5 МГс зиёд мешавад ё вақти баландшавии сигнал камтар аз 5 нс аст, барои хуб назорат кардани минтақаи ҳалқаи сигнал, одатан тарҳи тахтаи бисёрқабата талаб карда мешавад. Ҳангоми тарҳрезии тахтаҳои бисёрқабата ба принсипҳои зерин диққат додан лозим аст: 1. Қабати ноқилҳои асосӣ (қабате, ки дар он хати соат, хати автобус, хати сигнали интерфейс, хати басомади радио, хати барқароркунии сигнал, хати интихоби чип ва сигналҳои гуногуни идоракунӣ) хатҳо ҷойгир шудаанд) бояд ба ҳавопаймои пурраи замин, беҳтараш дар байни ду ҳавопаймои заминӣ шафати бошанд, масалан, дар расми 1 нишон дода шудааст. Хатҳои асосии сигнал одатан радиатсияи қавӣ ё хатҳои сигнали хеле ҳассос мебошанд. Ноқилҳои наздик ба ҳавопаймои заминӣ метавонад майдони ҳалқаи сигналро кам кунад, шиддати радиатсияро коҳиш диҳад ё қобилияти зидди дахолатро беҳтар кунад.

Расми 1 Қабати ноқилҳои асосӣ дар байни ду ҳавопаймои заминӣ ҷойгир аст

2. Ҳавопаймои барқӣ бояд нисбат ба ҳамвории заминии он (қимати тавсияшаванда 5H~20H) кашонида шавад. Бозгашти ҳавопаймои энергетикӣ нисбат ба ҳавопаймои заминии бозгашт метавонад мушкили “радиатсияи канор”-ро ба таври муассир рафъ кунад.

Илова бар ин, ҳавопаймои асосии қувваи кории тахта (ҳавопаймои аз ҳама васеъ истифодашавандаи қувваи барқ) бояд ба ҳавопаймои заминии он наздик бошад, то майдони гардиши ҷараёни таъминоти барқ ​​​​дар расми 3 нишон дода шудааст.

Расми 3 Ҳавопаймои барқӣ бояд ба ҳавопаймои заминии худ наздик бошад

3. Дар қабатҳои БОЛО ва ПОЁНИ тахта хатти сигнали ≥50MHz мавҷуд нест. Агар ин тавр бошад, беҳтар аст, ки сигнали басомади баландро байни ду қабати ҳавопаймо гузаронед, то радиатсияи онро ба фазо пахш кунед.

Тарҳи тахтаи якқабат ва дуқабатаи тахта

Барои тар-тиб додани тахтахои якка-бата ва дукабата ба лоихакашии хатхои асосии сигнал ва хатхои электр диккат додан лозим аст. Барои кам кардани майдони ҳалқаи ҷараёни барқ ​​бояд дар паҳлӯ ва ба изи барқ ​​параллел сими заминӣ бошад. “Хати роҳнамо” бояд дар ҳар ду тарафи хати сигнали калидии тахтаи якқабата гузошта шавад, тавре ки дар расми 4 нишон дода шудааст. Ҳавопаймои проексияи хатти сигналии тахтаи дуқабата бояд майдони калони заминӣ дошта бошад. , ё ҳамон усуле, ки тахтаи якқабата, тарҳрезии “Хати заминии роҳнамо”, тавре ки дар расми 5 нишон дода шудааст. “Сими заминии муҳофизатӣ” дар ҳар ду тарафи хати сигнали калидӣ метавонад аз як тараф майдони ҳалқаи сигналро кам кунад, ва инчунин байни хати сигнал ва дигар хатҳои сигнал пешгирӣ кунед.

Умуман, қабати тахтаи PCB-ро мувофиқи ҷадвали зерин тарҳрезӣ кардан мумкин аст.

Маҳорати тарҳбандии PCB

Ҳангоми тарҳрезии тарҳбандии PCB, ба принсипи тарҳрезии ҷойгиркунии хати рост қад-қади самти ҷараёни сигнал комилан риоя кунед ва кӯшиш кунед, ки аз гардиш ба пеш ва қафо канорагирӣ кунед, тавре ки дар расми 6 нишон дода шудааст. Ин метавонад аз пайвасти мустақими сигнал пешгирӣ карда, ба сифати сигнал таъсир расонад. Илова бар ин, барои пешгирии дахолати мутақобила ва пайвастшавӣ байни схемаҳо ва ҷузъҳои электронӣ, ҷойгиркунии схемаҳо ва тарҳбандии ҷузъҳо бояд принсипҳои зеринро риоя кунанд:

1. Агар дар тахта интерфейси “замини тоза” тарҳрезӣ шуда бошад, ҷузъҳои филтр ва изолятсия бояд дар банди изолятсия байни “замини тоза” ва замини корӣ ҷойгир карда шаванд. Ин метавонад аз пайвастшавии дастгоҳҳои филтр ё изолятсия ба ҳамдигар тавассути қабати планарӣ пешгирӣ кунад, ки ин таъсирро суст мекунад. Гайр аз ин, дар «замини тоза» ба гайр аз асбобхои фильтркунй ва му-хофизаткунй дигар асбобхо гузоштан мумкин нест. 2. Вақте ки схемаҳои модулҳои сершумор дар як PCB ҷойгир карда мешаванд, схемаҳои рақамӣ ва схемаҳои аналогӣ ва схемаҳои баландсуръат ва пастсуръат бояд алоҳида гузошта шаванд, то дахолати мутақобилан байни схемаҳои рақамӣ, схемаҳои аналогӣ, схемаҳои баландсуръат ва схемаҳои пастсуръат. Илова бар ин, вақте ки дар як вақт схемаҳои баланд, миёна ва пастсуръат вуҷуд доранд, то ки садои ноқилҳои басомади баланд ба берун тавассути интерфейс паҳн нашавад.

3. Занҷири филтри бандари вуруди барқи тахтаи ноҳиявӣ бояд дар наздикии интерфейс ҷойгир карда шавад, то ки схемаи филтршуда дубора пайваст карда нашавад.

Расми 8 Схемаи филтри бандари вуруди барқ ​​бояд дар наздикии интерфейс ҷойгир карда шавад

4. Ҷузъҳои филтр, муҳофизат ва изолятсияи схемаи интерфейс ба интерфейс, тавре ки дар расми 9 нишон дода шудааст, ҷойгир карда шудаанд, ки метавонанд ба таъсири муҳофизат, филтр ва изолятсия самаранок ноил шаванд. Агар дар интерфейс ҳам филтр ва ҳам схемаи муҳофизат мавҷуд бошад, бояд принсипи аввал муҳофизат ва баъд филтрро риоя кард. Азбаски схемаи муҳофизатӣ барои фишори аз ҳад зиёди беруна ва рафъи ҷараёни аз ҳад зиёд истифода мешавад, агар схемаи муҳофизатӣ пас аз схемаи филтр ҷойгир карда шавад, схемаи филтр аз шиддати аз ҳад зиёд ва ҷараёни аз ҳад зиёд вайрон мешавад. Илова бар ин, азбаски хатҳои воридотӣ ва баромади схема ҳангоми пайвастшавӣ бо ҳамдигар таъсири филтркунӣ, изолятсия ё муҳофизатро суст мекунанд, боварӣ ҳосил кунед, ки хатҳои вуруд ва баромади схемаи филтр (филтр), ҷудокунӣ ва муҳофизатӣ ҳангоми тарҳрезӣ бо ҳамдигар ҷуфт кунед.

5. Схемаҳо ё дастгоҳҳои ҳассос (ба мисли схемаҳои аз нав танзимкунӣ ва ғ.) бояд на камтар аз 1000 мил аз ҳар як канори тахта, бахусус канори интерфейси тахта дур бошанд.

6. Конденсаторҳои нигоҳдории энергия ва филтрҳои баландбасомад бояд дар наздикии схемаҳо ё дастгоҳҳои дорои тағирёбии ҷараён (масалан, терминалҳои вуруд ва баромади модули барқ, вентиляторҳо ва релеҳо) ҷойгир карда шаванд, то майдони ҳалқаи гардиши бузурги ҷорӣ.

7. Қисмҳои филтр бояд паҳлӯ ба паҳлӯ ҷойгир карда шаванд, то ба схемаи филтршуда дубора халал нарасонанд.

8. Дастгоҳҳои пурқуввати радиатсионӣ, аз қабили кристаллҳо, осцилляторҳои кристаллӣ, релеҳо ва манбаъҳои интиқоли барқро аз пайвасткунакҳои интерфейси тахта на камтар аз 1000 мил дур нигоҳ доред. Бо ин роҳ, интерференсияро мустақиман шуоъ кардан мумкин аст ё ҷараёнро ба сими баромад пайваст кардан мумкин аст, то ба берун паҳн шавад.

Қоидаҳои пайвасти ноқилҳои PCB

Илова ба интихоби ҷузъҳо ва тарҳи схема, ноқилҳои хуби тахтаи микросхемаи чопӣ (PCB) низ омили муҳими мутобиқати электромагнитӣ мебошад. Азбаски PCB як ҷузъи ҷудонашавандаи система аст, баланд бардоштани мутобиқати электромагнитӣ дар ноқилҳои PCB ба анҷоми ниҳоии маҳсулот хароҷоти иловагӣ намеорад. Ҳар кас бояд дар хотир дошта бошад, ки тарҳбандии бади PCB метавонад мушкилоти бештари мутобиқати электромагнитиро ба вуҷуд орад, на аз бартараф кардани онҳо. Дар бисёр ҳолатҳо, ҳатто илова кардани филтрҳо ва ҷузъҳо ин мушкилотро ҳал карда наметавонанд. Дар охир, тамоми тахта бояд аз нав васл карда шавад. Аз ин рӯ, ин роҳи аз ҳама камхарҷ инкишоф додани одатҳои хуби сими PCB дар ибтидо мебошад. Дар зер баъзе қоидаҳои умумии ноқилҳои PCB ва стратегияҳои тарҳрезии хатҳои барқ, хатҳои заминӣ ва хатҳои сигнал пешниҳод карда мешаванд. Ниҳоят, мувофиқи ин қоидаҳо, барои схемаи маъмулии чопии кондитсионер чораҳои такмилдиҳӣ пешниҳод карда мешаванд. 1. Ҷудокунии ноқилҳо Вазифаи ҷудокунии ноқилҳо ин аст, ки ба ҳадди ақалл кам кардани алоқаи байниҳамдигарӣ ва садои байни схемаҳои ҳамсоя дар як қабати PCB. Мушаххасоти 3W мегӯяд, ки ҳама сигналҳо (соат, видео, аудио, барқароркунӣ ва ғайра) бояд аз хат ба хат, канор ба канор ҷудо карда шаванд, тавре ки дар расми 10 нишон дода шудааст. Барои минбаъд кам кардани пайвасти магнитӣ, замини истинод дар наздикии сигнали калидӣ барои ҷудо кардани садои пайвастшавӣ аз ҷониби дигар хатҳои сигналӣ ҷойгир карда шудааст.

2. Муҳофизат ва танзими хати шунт Шунт ва хати муҳофизатӣ як усули хеле муассир барои ҷудо кардан ва ҳифзи сигналҳои калидӣ, ба монанди сигналҳои соати системавӣ дар муҳити пурғавғо мебошад. Дар расми 21 схемаи параллелӣ ё муҳофизатӣ дар PCB дар баробари схемаи сигнали калидӣ гузошта шудааст. Схемаи муҳофизат на танҳо ҷараёни магнитии пайвасткуниро, ки аз ҷониби дигар хатҳои сигнал тавлид мешавад, ҷудо мекунад, балки сигналҳои калидиро аз пайвастшавӣ бо дигар хатҳои сигнал ҷудо мекунад. Тафовути байни хатти шунт ва хати муҳофизатӣ дар он аст, ки хатти шунт набояд қатъ карда шавад (ба замин пайваст карда шавад), аммо ҳарду канори хати муҳофизатӣ бояд ба замин пайваст карда шаванд. Барои минбаъд кам кардани пайвастшавӣ, схемаи муҳофизатӣ дар PCB-и бисёрқабата метавонад бо роҳ ба замин ҳар як сегменти дигар илова карда шавад.

3. Тарҳи хати барқ ​​аст, ба андозаи ҷорӣ Шӯрои ноҳиявӣ чоп дар асоси, ва паҳнои хати барқ ​​аст, то ҳадди имкон ғафс аст, ки муқовимати ҳалқаи кам. Ҳамзамон, самти хати барқ ​​ва хати заминиро бо самти интиқоли маълумот мувофиқ созед, ки барои баланд бардоштани қобилияти зидди садо мусоидат мекунад. Дар панели як ё дугона, агар хати барқ ​​хеле дароз бошад, бояд ҳар 3000 мил ба замин як конденсатори ҷудокунанда илова карда шавад ва арзиши конденсатор 10uF+1000pF аст.

Тарҳрезии сими заминӣ

Принсипҳои тарроҳии симҳои зеризаминӣ инҳоянд:

(1) Заминаи рақамӣ аз хоки аналогӣ ҷудо карда шудааст. Агар дар тахтаи схемаҳо ҳам схемаҳои мантиқӣ ва ҳам схемаҳои хатӣ мавҷуд бошанд, онҳо бояд то ҳадди имкон ҷудо карда шаванд. Заминаи занҷири пастбасомад бояд ба қадри имкон дар як нуқтаи параллелӣ ба замин пайваст карда шавад. Вақте ки ноқилҳои воқеӣ душвор аст, он метавонад қисман ба силсила пайваст карда шавад ва сипас ба таври мувозӣ ба замин пайваст карда шавад. Занҷири басомади баланд бояд дар якчанд нуқтаҳои пайдарпай ба замин пайваст карда шавад, сими заминӣ бояд кӯтоҳ ва иҷора бошад ва фолгаи заминии ба шабака монанд ба майдони васеъ дар атрофи ҷузъи басомади баланд ба қадри имкон истифода шавад.

(2) Сими ба замин пайвастшаванда бояд то ҳадди имкон ғафс бошад. Агар сими замин хати хеле тангро истифода барад, потенсиали замин бо тағирёбии ҷараён тағир меёбад, ки ин кори зидди садоро коҳиш медиҳад. Аз ин ру, сими заминро чунон гафс кардан лозим аст, ки вай дар тахтаи чопшуда аз чараёни ичозат се баробар гузарад. Агар имконпазир бошад, сими заминӣ бояд 2 ~ 3 мм ё бештар бошад.

(3) Сими замин як ҳалқаи пӯшидаро ташкил медиҳад. Барои тахтаҳои чопӣ, ки танҳо аз схемаҳои рақамӣ иборатанд, аксари схемаҳои заминкании онҳо барои беҳтар кардани муқовимати садо дар ҳалқаҳо ҷойгир шудаанд.

Тарҳрезии хати сигнал

Барои хатҳои сигнали калидӣ, агар тахта дорои қабати ноқилҳои сигналии дохилӣ бошад, хатҳои сигнали калидӣ ба монанди соатҳо бояд дар қабати дохилӣ гузошта шаванд ва афзалият ба қабати сими бартарӣ дода мешавад. Илова бар ин, хатҳои асосии сигнал набояд дар саросари минтақаи тақсимкунӣ, аз ҷумла холигии ҳавопаймои истинодӣ, ки тавассути гузаргоҳҳо ва педҳо ба вуҷуд омадаанд, интиқол дода шаванд, вагарна ин боиси зиёд шудани майдони ҳалқаи сигнал мегардад. Ва хатти сигнали калидӣ бояд аз канори ҳавопаймои истинод (H баландии хат аз ҳавопаймои истинод) бештар аз 3H бошад, то таъсири радиатсияи канориро пахш кунад. Барои хатҳои соат, хатҳои автобус, хатҳои басомади радио ва дигар хатҳои сигнали қавии радиатсионӣ ва аз нав танзим кардани хатҳои сигнал, хатҳои сигнали интихобшудаи чип, сигналҳои назорати система ва дигар хатҳои сигнали ҳассос, онҳоро аз интерфейс ва хатҳои сигнали баромад дур нигоҳ доред. Ин халалро дар хати сигнали пурқуввати радиатсионӣ аз пайвастшавӣ ба хати сигнали баромад ва радиатсия ба берун пешгирӣ мекунад; ва инчунин аз дахолати беруна, ки хати сигнали баромади интерфейсро аз пайвастшавӣ ба хати сигнали ҳассос ба вуҷуд меорад, пешгирӣ мекунад, ки боиси кори нодурусти система мегардад. Хатҳои сигналҳои дифференсиалӣ бояд дар як қабат, дарозии якхела бошанд ва муқовимати муқовиматро нигоҳ дошта, параллел гузаранд ва дар байни хатҳои дифференсиалӣ дигар ноқилҳо вуҷуд надошта бошанд. Азбаски импеданси режими умумии ҷуфти хати дифференсиалӣ баробар аст, қобилияти зидди дахолати онро беҳтар кардан мумкин аст. Тибқи қоидаҳои дар боло зикршуда, схемаи маъмулии чопии кондитсионер такмил ва оптимизатсия карда мешавад.