Bilang karagdagan sa pagpili ng mga bahagi at disenyo ng circuit, mabuti printed circuit board (PCB) disenyo ay isa ring napakahalagang kadahilanan sa electromagnetic compatibility. Ang susi sa disenyo ng PCB EMC ay upang bawasan ang reflow area hangga’t maaari at hayaang dumaloy ang reflow path sa direksyon ng disenyo. Ang pinakakaraniwang mga problema sa kasalukuyang pagbalik ay nagmumula sa mga bitak sa reference plane, pagpapalit ng reference plane layer, at ang signal na dumadaloy sa connector. Ang mga jumper capacitor o decoupling capacitor ay maaaring malutas ang ilang mga problema, ngunit ang pangkalahatang impedance ng mga capacitor, vias, pad, at mga kable ay dapat isaalang-alang. Ipakikilala ng panayam na ito ang teknolohiya ng disenyo ng PCB ng EMC mula sa tatlong aspeto: diskarte sa paglalagay ng PCB, mga kasanayan sa layout at mga panuntunan sa mga kable.

Diskarte sa paglalagay ng PCB

Ang kapal, sa pamamagitan ng proseso at ang bilang ng mga layer sa disenyo ng circuit board ay hindi ang susi sa paglutas ng problema. Ang magandang layered stacking ay upang matiyak ang bypass at decoupling ng power bus at mabawasan ang lumilipas na boltahe sa power layer o ground layer. Ang susi sa pagprotekta sa electromagnetic field ng signal at power supply. Mula sa pananaw ng mga bakas ng signal, ang isang mahusay na diskarte sa layering ay dapat na ilagay ang lahat ng mga bakas ng signal sa isa o ilang mga layer, at ang mga layer na ito ay nasa tabi ng power layer o ground layer. Para sa power supply, ang isang mahusay na diskarte sa layering ay dapat na ang power layer ay katabi ng ground layer, at ang distansya sa pagitan ng power layer at ang ground layer ay maliit hangga’t maaari. Ito ang tinatawag nating “layering” na diskarte. Sa ibaba ay partikular na pag-uusapan natin ang tungkol sa mahusay na diskarte sa layering ng PCB. 1. Ang projection plane ng wiring layer ay dapat nasa reflow plane layer area nito. Kung ang layer ng mga kable ay wala sa lugar ng projection ng layer ng reflow plane, magkakaroon ng mga linya ng signal sa labas ng lugar ng projection sa panahon ng mga kable, na magdudulot ng problema sa “edge radiation”, at magiging sanhi din ng pagtaas ng signal loop area. , na nagreresulta sa tumaas na differential mode radiation . 2. Subukang iwasan ang pag-set up ng mga katabing wiring layer. Dahil ang mga parallel signal traces sa katabing mga wiring layer ay maaaring magdulot ng signal crosstalk, kung imposibleng maiwasan ang mga katabing wiring layer, ang layer spacing sa pagitan ng dalawang wiring layers ay dapat na dagdagan nang naaangkop, at ang layer spacing sa pagitan ng wiring layer at ang signal circuit nito ay dapat mababawasan. 3. Ang mga katabing layer ng eroplano ay dapat na maiwasan ang overlapping ng kanilang mga projection planes. Dahil kapag nag-overlap ang mga projection, ang coupling capacitance sa pagitan ng mga layer ay magiging sanhi ng ingay sa pagitan ng mga layer na magkabit sa isa’t isa.

Multilayer na disenyo ng board

Kapag ang dalas ng orasan ay lumampas sa 5MHz, o ang oras ng pagtaas ng signal ay mas mababa sa 5ns, upang makontrol nang maayos ang lugar ng signal loop, karaniwang kinakailangan ang disenyo ng multilayer board. Ang mga sumusunod na prinsipyo ay dapat bigyang-pansin kapag nagdidisenyo ng mga multilayer boards: 1. Ang key na layer ng mga kable (ang layer kung saan ang linya ng orasan, linya ng bus, linya ng signal ng interface, linya ng frequency ng radyo, linya ng pag-reset ng signal, linya ng signal ng pagpili ng chip at iba’t ibang signal ng kontrol. ang mga linya ay matatagpuan) ay dapat na katabi ng kumpletong eroplano sa lupa, mas mabuti sa pagitan ng dalawang eroplano sa lupa, tulad ng Ipinapakita sa Figure 1. Ang mga pangunahing linya ng signal ay karaniwang malakas na radiation o sobrang sensitibong mga linya ng signal. Ang mga kable na malapit sa ground plane ay maaaring bawasan ang lugar ng signal loop, bawasan ang intensity ng radiation o pagbutihin ang anti-interference na kakayahan.

Larawan 1 Ang pangunahing layer ng mga kable ay nasa pagitan ng dalawang eroplano sa lupa

2. Dapat na bawiin ang power plane kaugnay sa katabing ground plane nito (inirerekomendang halaga 5H～20H). Ang pagbawi ng power plane na may kaugnayan sa pabalik nitong ground plane ay maaaring epektibong sugpuin ang problema sa “edge radiation”.

Bilang karagdagan, ang pangunahing gumaganang power plane ng board (ang pinakamalawak na ginagamit na power plane) ay dapat na malapit sa ground plane nito upang epektibong bawasan ang loop area ng power supply current, tulad ng ipinapakita sa Figure 3.

Figure 3 Ang power plane ay dapat na malapit sa ground plane nito

3. Kung walang linya ng signal ≥50MHz sa TOP at BOTTOM layer ng board. Kung gayon, pinakamahusay na maglakad sa high-frequency signal sa pagitan ng dalawang layer ng eroplano upang sugpuin ang radiation nito sa espasyo.

Single-layer board at double-layer board na disenyo

Para sa disenyo ng single-layer at double-layer boards, ang disenyo ng mga pangunahing linya ng signal at mga linya ng kuryente ay dapat bigyang pansin. Dapat mayroong ground wire sa tabi at parallel sa power trace upang mabawasan ang lugar ng power current loop. Ang “Guide Ground Line” ay dapat ilagay sa magkabilang panig ng key signal line ng single-layer board, tulad ng ipinapakita sa Figure 4. Ang key signal line projection plane ng double-layer board ay dapat magkaroon ng isang malaking lugar ng lupa , o ang parehong paraan tulad ng single-layer board, ang disenyo ng “Guide Ground Line”, tulad ng ipinapakita sa Figure 5. Ang “guard ground wire” sa magkabilang panig ng key signal line ay maaaring mabawasan ang signal loop area sa isang banda, at maiwasan din ang crosstalk sa pagitan ng linya ng signal at iba pang linya ng signal.

Sa pangkalahatan, ang layering ng PCB board ay maaaring idisenyo ayon sa sumusunod na talahanayan.

Mga kasanayan sa layout ng PCB

Kapag nagdidisenyo ng layout ng PCB, ganap na sumunod sa prinsipyo ng disenyo ng paglalagay sa isang tuwid na linya sa direksyon ng daloy ng signal, at subukang iwasan ang pag-loop pabalik-balik, tulad ng ipinapakita sa Figure 6. Maiiwasan nito ang direktang pagkabit ng signal at makakaapekto sa kalidad ng signal. Bilang karagdagan, upang maiwasan ang magkaparehong interference at pagsasama sa pagitan ng mga circuit at electronic na bahagi, ang paglalagay ng mga circuit at ang layout ng mga bahagi ay dapat sundin ang mga sumusunod na prinsipyo:

1. Kung ang interface ng “malinis na lupa” ay idinisenyo sa board, ang mga bahagi ng pagsasala at paghihiwalay ay dapat ilagay sa banda ng paghihiwalay sa pagitan ng “malinis na lupa” at ang pinagtatrabahuan. Maaari nitong pigilan ang pag-filter o paghihiwalay ng mga aparato mula sa pagsasama sa isa’t isa sa pamamagitan ng planar layer, na nagpapahina sa epekto. Bilang karagdagan, sa “malinis na lupa”, bukod sa mga aparato sa pag-filter at proteksyon, walang ibang mga aparato ang maaaring ilagay. 2. Kapag maraming module circuit ang inilagay sa parehong PCB, ang mga digital circuit at analog na circuit, at ang mga high-speed at low-speed na circuit ay dapat na magkahiwalay upang maiwasan ang kapwa interference sa pagitan ng mga digital circuit, analog circuit, high-speed circuit, at mababang bilis ng mga circuit. Bilang karagdagan, kapag ang mataas, katamtaman, at mababang bilis na mga circuit ay umiiral sa circuit board sa parehong oras, upang maiwasan ang mataas na dalas ng ingay ng circuit mula sa radiating palabas sa pamamagitan ng interface.

3. Ang filter circuit ng power input port ng circuit board ay dapat ilagay malapit sa interface upang maiwasan ang circuit na na-filter na muling magkabit.

Figure 8 Ang filter circuit ng power input port ay dapat ilagay malapit sa interface

4. Ang mga bahagi ng pagsasala, proteksyon at paghihiwalay ng interface circuit ay inilalagay malapit sa interface, tulad ng ipinapakita sa Figure 9, na maaaring epektibong makamit ang mga epekto ng proteksyon, pagsala at paghihiwalay. Kung mayroong parehong filter at circuit ng proteksyon sa interface, dapat sundin ang prinsipyo ng unang proteksyon at pagkatapos ay pagsala. Dahil ang circuit ng proteksyon ay ginagamit para sa panlabas na overvoltage at overcurrent suppression, kung ang proteksyon circuit ay inilagay pagkatapos ng filter circuit, ang filter circuit ay masisira ng overvoltage at overcurrent. Bilang karagdagan, dahil ang mga linya ng input at output ng circuit ay magpahina sa pag-filter, paghihiwalay o proteksyon na epekto kapag sila ay pinagsama sa isa’t isa, siguraduhin na ang input at output na mga linya ng filter circuit (filter), paghihiwalay at proteksyon circuit ay hindi mag-asawa sa bawat isa sa panahon ng layout.

5. Ang mga sensitibong circuit o device (tulad ng mga reset circuit, atbp.) ay dapat na hindi bababa sa 1000 mil ang layo mula sa bawat gilid ng board, lalo na sa gilid ng interface ng board.

6. Ang imbakan ng enerhiya at mga capacitor ng filter na may mataas na dalas ay dapat ilagay malapit sa mga circuit ng yunit o mga aparato na may malalaking pagbabago sa kasalukuyang (tulad ng mga terminal ng input at output ng power module, mga bentilador, at mga relay) upang mabawasan ang lugar ng loop ng malaking kasalukuyang loop.

7. Ang mga bahagi ng filter ay dapat na magkatabi upang maiwasang magambala muli ang na-filter na circuit.

8. Panatilihin ang malakas na radiation device tulad ng mga kristal, crystal oscillator, relay, at switching power supply nang hindi bababa sa 1000 mil ang layo mula sa mga board interface connectors. Sa ganitong paraan, ang interference ay maaaring direktang i-radiated o ang kasalukuyang maaaring isama sa papalabas na cable upang mag-radiate palabas.

Mga panuntunan sa pag-wire ng PCB

Bilang karagdagan sa pagpili ng mga bahagi at disenyo ng circuit, ang magandang naka-print na circuit board (PCB) na mga kable ay isa ring napakahalagang salik sa pagkakatugma ng electromagnetic. Dahil ang PCB ay isang likas na bahagi ng system, ang pagpapahusay ng electromagnetic compatibility sa PCB wiring ay hindi magdadala ng karagdagang gastos sa panghuling pagkumpleto ng produkto. Dapat tandaan ng sinuman na ang isang mahinang layout ng PCB ay maaaring magdulot ng higit pang mga problema sa pagkakatugma ng electromagnetic, sa halip na alisin ang mga ito. Sa maraming mga kaso, kahit na ang pagdaragdag ng mga filter at mga bahagi ay hindi malulutas ang mga problemang ito. Sa huli, ang buong board ay kailangang i-rewired. Samakatuwid, ito ay ang pinaka-cost-effective na paraan upang bumuo ng magandang PCB wiring gawi sa simula. Ang mga sumusunod ay magpapakilala ng ilang pangkalahatang tuntunin ng mga kable ng PCB at ang mga diskarte sa disenyo ng mga linya ng kuryente, mga linya ng lupa at mga linya ng signal. Sa wakas, ayon sa mga patakarang ito, ang mga hakbang sa pagpapabuti ay iminungkahi para sa tipikal na naka-print na circuit board circuit ng air conditioner. 1. Wiring separation Ang function ng wiring separation ay upang mabawasan ang crosstalk at ingay na pagsasama sa pagitan ng mga katabing circuit sa parehong layer ng PCB. Ang 3W na detalye ay nagsasaad na ang lahat ng mga signal (orasan, video, audio, pag-reset, atbp.) ay dapat na ihiwalay mula sa linya hanggang sa linya, gilid hanggang gilid, tulad ng ipinapakita sa Figure 10. Upang higit na mabawasan ang magnetic coupling, ang reference ground ay inilagay malapit sa pangunahing signal upang ihiwalay ang ingay ng pagkabit na nabuo ng iba pang mga linya ng signal.

2. Proteksyon at shunt line setting Ang Shunt at protection line ay isang napaka-epektibong paraan para ihiwalay at protektahan ang mga pangunahing signal, gaya ng system clock signal sa isang maingay na kapaligiran. Sa Figure 21, ang parallel o protection circuit sa PCB ay inilatag sa kahabaan ng circuit ng key signal. Ang circuit ng proteksyon ay hindi lamang naghihiwalay sa coupling magnetic flux na nabuo ng iba pang mga linya ng signal, ngunit naghihiwalay din ng mga pangunahing signal mula sa pagkabit sa iba pang mga linya ng signal. Ang pagkakaiba sa pagitan ng linya ng shunt at linya ng proteksyon ay ang linya ng paglilipat ay hindi kailangang wakasan (nakakonekta sa lupa), ngunit ang magkabilang dulo ng linya ng proteksyon ay dapat na konektado sa lupa. Upang higit na mabawasan ang pagkabit, ang circuit ng proteksyon sa multilayer PCB ay maaaring idagdag na may isang landas sa lupa sa bawat iba pang mga segment.

3. Ang disenyo ng linya ng kuryente ay batay sa laki ng kasalukuyang naka-print na circuit board, at ang lapad ng linya ng kuryente ay kasing kapal hangga’t maaari upang mabawasan ang resistensya ng loop. Kasabay nito, gawin ang direksyon ng linya ng kuryente at linya ng lupa na pare-pareho sa direksyon ng paghahatid ng data, na tumutulong upang mapahusay ang kakayahan sa anti-ingay. Sa isang solong o dobleng panel, kung ang linya ng kuryente ay napakahaba, ang isang decoupling capacitor ay dapat idagdag sa lupa bawat 3000 mil, at ang halaga ng kapasitor ay 10uF+1000pF.

Disenyo ng ground wire

Ang mga prinsipyo ng disenyo ng ground wire ay:

(1) Ang digital ground ay nakahiwalay sa analog ground. Kung mayroong parehong logic circuit at linear circuit sa circuit board, dapat silang paghiwalayin hangga’t maaari. Ang ground ng low-frequency circuit ay dapat na pinagbabatayan nang kahanay sa isang punto hangga’t maaari. Kapag mahirap ang aktwal na mga kable, maaari itong bahagyang konektado sa serye at pagkatapos ay i-ground nang magkatulad. Ang high-frequency circuit ay dapat na grounded sa maraming mga punto sa serye, ang ground wire ay dapat na maikli at naupahan, at ang grid-like large-area ground foil ay dapat gamitin sa paligid ng high-frequency component hangga’t maaari.

(2) Ang grounding wire ay dapat kasing kapal hangga’t maaari. Kung ang ground wire ay gumagamit ng isang napakahigpit na linya, ang potensyal ng lupa ay nagbabago sa pagbabago ng kasalukuyang, na binabawasan ang pagganap ng anti-ingay. Samakatuwid, ang ground wire ay dapat na makapal upang ito ay makapasa ng tatlong beses sa pinahihintulutang kasalukuyang sa naka-print na board. Kung maaari, ang grounding wire ay dapat na 2~3mm o higit pa.

(3) Ang ground wire ay bumubuo ng closed loop. Para sa mga naka-print na board na binubuo lamang ng mga digital na circuit, karamihan sa kanilang mga grounding circuit ay nakaayos sa mga loop upang mapabuti ang resistensya ng ingay.

Disenyo ng linya ng signal

Para sa mga pangunahing linya ng signal, kung ang board ay may panloob na layer ng mga kable ng signal, ang mga pangunahing linya ng signal tulad ng mga orasan ay dapat ilagay sa panloob na layer, at ang priyoridad ay ibinibigay sa ginustong layer ng mga kable. Bilang karagdagan, ang mga pangunahing linya ng signal ay hindi dapat iruruta sa bahagi ng partition, kabilang ang mga reference na gaps ng eroplano na dulot ng vias at pads, kung hindi, ito ay hahantong sa pagtaas sa lugar ng signal loop. At ang pangunahing linya ng signal ay dapat na higit sa 3H mula sa gilid ng reference plane (H ang taas ng linya mula sa reference plane) upang sugpuin ang epekto ng radiation sa gilid. Para sa mga linya ng orasan, mga linya ng bus, mga linya ng dalas ng radyo at iba pang malakas na linya ng signal ng radiation at pag-reset ng mga linya ng signal, piliin ang mga linya ng signal ng chip, mga signal ng control ng system at iba pang mga sensitibong linya ng signal, ilayo ang mga ito sa interface at mga papalabas na linya ng signal. Pinipigilan nito ang interference sa malakas na nag-iilaw na linya ng signal mula sa pagkabit sa papalabas na linya ng signal at pag-radiate palabas; at iniiwasan din ang panlabas na interference na dala ng interface papalabas na linya ng signal mula sa pagkabit patungo sa sensitibong linya ng signal, na nagdudulot ng maling operasyon ng system. Ang mga linya ng differential signal ay dapat nasa parehong layer, pantay na haba, at tumatakbo nang magkatulad, na pinapanatili ang pare-pareho ang impedance, at dapat na walang iba pang mga kable sa pagitan ng mga linya ng kaugalian. Dahil ang karaniwang mode impedance ng pares ng differential line ay natiyak na pantay, ang kakayahan nitong anti-interference ay maaaring mapabuti. Ayon sa mga panuntunan sa mga kable sa itaas, ang tipikal na naka-print na circuit board circuit ng air conditioner ay pinabuting at na-optimize.