Sa disenyo ng EMC ng PCB, ang unang pag-aalala ay ang setting ng layer; Ang mga layer ng board ay binubuo ng power supply, ground layer at signal layer. Sa disenyo ng mga produkto ng EMC, bukod sa pagpili ng mga bahagi at disenyo ng circuit, mahusay na disenyo ng PCB ay isang napakahalagang kadahilanan din.

The key to the EMC design of PCB is to minimize the backflow area and make the backflow path flow in the direction we designed. Ang disenyo ng layer ay ang batayan ng PCB, kung paano gumawa ng isang mahusay na trabaho ng disenyo ng layer ng PCB upang gawing optimal ang EMC na epekto ng PCB?

I. Mga ideya sa disenyo ng layer ng PCB

The core of PCB laminated EMC planning and design is to reasonably plan signal backflow path to minimize the backflow area of signal from the board mirror layer, so as to eliminate or minimize magnetic flux.

Single board mirroring layer

Ang layer ng salamin ay isang kumpletong layer ng layer ng eroplano na pinahiran ng tanso (layer ng suplay ng kuryente, layer ng saligan) na katabi ng signal layer sa loob ng PCB. Ang mga pangunahing pag-andar ay ang mga sumusunod:

(1) Bawasan ang ingay ng backflow: ang mirror layer ay maaaring magbigay ng isang mababang impedance path para sa signal layer backflow, lalo na kapag mayroong isang malaking kasalukuyang daloy sa sistema ng pamamahagi ng kuryente, ang papel na ginagampanan ng mirror layer ay mas halata.

(2) EMI pagbabawas: ang pagkakaroon ng mirror layer binabawasan ang lugar ng closed loop na nabuo ng signal at reflux at binabawasan ang EMI;

(3) reduce crosstalk: help to control the crosstalk problem between signal lines in high-speed digital circuit, change the height of the signal line from the mirror layer, you can control the crosstalk between signal lines, the smaller the height, the smaller the crosstalk;

(4) Pagkontrol sa imppedance upang maiwasan ang pagsasalamin ng signal.

Selection of mirror layer

(1) Parehong ang supply ng kuryente at ang eroplano sa lupa ay maaaring magamit bilang sanggunian na eroplano, at magkaroon ng isang tiyak na epekto ng panangga sa panloob na mga kable;

(2) Relatively speaking, the power plane has a high characteristic impedance, and there is a large potential difference with the reference level, and the high-frequency interference on the power plane is relatively large;

(3) From the perspective of shielding, the ground plane is generally grounded and used as the reference point of the reference level, and its shielding effect is far better than that of the power plane;

(4) Kapag pumipili ng sanggunian na eroplano, ang ground plane ay dapat na ginusto, at ang eroplano ng kuryente ay dapat mapili pangalawa

Two, magnetic flux cancellation principle

Ayon sa mga equation ni Maxwell, ang lahat ng pagkilos na de-koryente at magnetiko sa pagitan ng magkakahiwalay na mga sisingil na katawan o alon ay naipapadala sa pamamagitan ng panggitnang rehiyon sa pagitan nila, kung ito ay isang vacuum o solidong bagay. In a PCB, the flux is always propagated in the transmission line. If the rf backflow path is parallel to the corresponding signal path, the flux on the backflow path is in the opposite direction to that on the signal path, then they are superimposed on each other, and the effect of flux cancellation is obtained.

Ang likas na katangian ng pagkansela ng magnetic flux

Ang kakanyahan ng pagkansela ng pagkilos ng bagay ay ang kontrol ng signal backflow path, tulad ng ipinakita sa sumusunod na diagram:

The right hand rule explains the magnetic flux cancellation effect

How to use the right hand rule to explain the magnetic flux cancellation effect when the signal layer is adjacent to the stratum is explained as follows:

(1) Kapag ang isang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng wire, ang isang magnetic field ay mabubuo sa paligid ng wire, at ang direksyon ng magnetic field ay natutukoy ng kanang kamay na panuntunan.

(2) kapag may dalawang malapit sa bawat isa at kahilera sa kawad, tulad ng ipinakita sa pigura sa ibaba, ang isa sa mga conductor ng kuryente upang maubos, ang isa ay isang konduktor ng kuryente na dumaloy, kung ang daloy ng kuryente ay dumadaloy sa ang wire ay kasalukuyang at ang pabalik na kasalukuyang signal, pagkatapos ang dalawang kabaligtaran na direksyon ng kasalukuyang ay pantay, kaya ang kanilang magnetic field ay pantay, ngunit ang direksyon ay kabaligtaran,Kaya’t kinansela nila ang bawat isa.

Limang, anim na halimbawa ng disenyo ng board

Para sa anim na layer, mas gusto ang plano 3

Pagsusuri:

(1) Tulad ng layer ng signal na katabi ng refow referral na eroplano, at ang S1, S2 at S3 ay katabi ng ground plane, nakakamit ang pinakamahusay na epekto ng pagkansela ng magnetic flux. Samakatuwid, ang S2 ay ang ginustong paglalagay ng layer, na sinusundan ng S3 at S1.

(2) Ang eroplano ng kuryente ay katabi ng eroplano ng GND, ang distansya sa pagitan ng mga eroplano ay napakaliit, at mayroon itong pinakamahusay na epekto sa pagkansela ng magnetic flux at mababang impedance ng eroplano ng kuryente.

(3) Ang pangunahing supply ng kuryente at ang kaukulang tela ng sahig ay matatagpuan sa layer 4 at 5. Kapag itinakda ang kapal ng layer, dapat dagdagan ang agwat sa pagitan ng S2-P at dapat mabawasan ang agwat sa pagitan ng P-G2 (ang agwat sa pagitan ng layer Ang G1-S2 ay dapat na naaayon sa pagbawas), upang mabawasan ang impedance ng eroplano ng kuryente at ang impluwensya ng supply ng kuryente sa S2.

Para sa anim na layer, pagpipilian 4

Pagsusuri:

Ang Scheme 4 ay mas angkop kaysa sa Scheme 3 para sa lokal, maliit na bilang ng mga kinakailangan sa signal, na maaaring magbigay ng isang mahusay na layer ng mga kable na S2.

Pinakamasamang epekto ng EMC, plano 2

Pagsusuri: Sa istrakturang ito, ang S1 at S2 ay katabi, ang S3 at S4 ay katabi, at ang S3 at S4 ay hindi katabi ng ground plane, kaya’t ang epekto ng pagkansela ng magnetic flux ay mahirap.

konklusyon

Specific principles of PCB layer design:

(1) There is a complete ground plane (shield) below the component surface and welding surface;

(2) Subukang iwasan ang direktang katabi ng dalawang mga layer ng signal;

(3) Ang lahat ng mga layer ng signal ay katabi ng ground plane hanggang sa maaari;

(4) Ang mga layer ng kable ng mataas na dalas, mataas na bilis, orasan at iba pang mga pangunahing signal ay dapat magkaroon ng isang katabing eroplano sa lupa.