Komponentlarni tanlash va sxema dizayniga qo’shimcha ravishda, yaxshi bosilgan elektron karta (PCB) dizayni ham elektromagnit moslashuvda juda muhim omil hisoblanadi. PCB EMC dizaynining kaliti qayta oqim maydonini iloji boricha kamaytirish va qayta oqim yo’lini dizayn yo’nalishi bo’yicha oqishiga imkon berishdir. Qaytish oqimining eng ko’p uchraydigan muammolari mos yozuvlar tekisligidagi yoriqlar, mos yozuvlar tekisligi qatlamini o’zgartirish va ulagich orqali oqayotgan signaldan kelib chiqadi. Jumper kondansatkichlari yoki ajratuvchi kondansatkichlar ba’zi muammolarni hal qilishi mumkin, ammo kondansatörler, yo’llar, prokladkalar va simlarning umumiy empedansini hisobga olish kerak. Ushbu ma’ruza EMC ning PCB dizayni texnologiyasini uchta jihatdan tanishtiradi: tenglikni qatlamlash strategiyasi, joylashtirish ko’nikmalari va simlarni ulash qoidalari.

PCB qatlamlarini joylashtirish strategiyasi

Qalinligi, jarayon orqali va elektron plata dizaynidagi qatlamlar soni muammoni hal qilishning kaliti emas. Yaxshi qatlamli stacking – bu quvvat avtobusini aylanib o’tish va ajratishni ta’minlash va quvvat qatlami yoki tuproq qatlamidagi vaqtinchalik kuchlanishni minimallashtirish. Signal va quvvat manbaining elektromagnit maydonini himoya qilishning kaliti. Signal izlari nuqtai nazaridan, yaxshi qatlam strategiyasi barcha signal izlarini bir yoki bir nechta qatlamlarga qo’yish bo’lishi kerak va bu qatlamlar quvvat qatlami yoki zamin qatlami yonida joylashgan. Elektr ta’minoti uchun yaxshi qatlam strategiyasi bo’lishi kerakki, quvvat qatlami zamin qatlamiga ulashgan bo’lishi kerak va quvvat qatlami va zamin qatlami orasidagi masofa imkon qadar kichik bo’lishi kerak. Buni biz “qatlamlash” strategiyasi deb ataymiz. Quyida biz PCB qatlamlarining mukammal strategiyasi haqida alohida gaplashamiz. 1. Simli qatlamning proektsion tekisligi uning qayta oqim tekisligi qatlami hududida bo’lishi kerak. Agar o’tkazgich qatlami qayta oqim tekisligi qatlamining proyeksiya sohasida bo’lmasa, simlarni ulash paytida proyeksiya maydonidan tashqarida signal chiziqlari paydo bo’ladi, bu “chekka radiatsiya” muammosini keltirib chiqaradi, shuningdek, signal halqasi maydonining oshishiga olib keladi. , natijada differensial rejim radiatsiya kuchayadi. 2. Qo’shni simli qatlamlarni o’rnatishdan qochishga harakat qiling. Qo’shni o’tkazgich qatlamlaridagi parallel signal izlari signalning o’zaro bog’lanishiga olib kelishi mumkinligi sababli, agar ulashgan simli qatlamlardan qochishning iloji bo’lmasa, ikkita simli qatlam orasidagi qatlam oralig’i mos ravishda oshirilishi kerak va simlar qatlami va uning signal davri orasidagi qatlam oralig’i kamaytirilishi. 3. Qo’shni tekislik qatlamlari proyeksiya tekisliklarining bir-birining ustiga chiqishiga yo’l qo’ymasliklari kerak. Chunki proyeksiyalar bir-biriga yopishganda, qatlamlar orasidagi ulash sig’imi qatlamlar orasidagi shovqinni bir-biriga bog’lashiga olib keladi.

Ko’p qatlamli taxta dizayni

Soat chastotasi 5 MGts dan oshganda yoki signalning ko’tarilish vaqti 5 ns dan kam bo’lsa, signalning pastadir maydonini yaxshi nazorat qilish uchun odatda ko’p qatlamli taxta dizayni talab qilinadi. Ko’p qatlamli platalarni loyihalashda quyidagi tamoyillarga e’tibor qaratish lozim: 1. Kalit o’tkazgich qatlami (soat chizig’i, avtobus liniyasi, interfeys signal liniyasi, radiochastota chizig’i, reset signal liniyasi, chip tanlash signal liniyasi va turli xil boshqaruv signallari joylashgan qatlam. liniyalari joylashgan) toʻliq yer tekisligiga ulashgan boʻlishi kerak, yaxshisi 1-rasmda koʻrsatilgandek ikki yer tekisligi oʻrtasida boʻlishi kerak. Asosiy signal chiziqlari odatda kuchli radiatsiya yoki oʻta sezgir signal liniyalari hisoblanadi. Tuproq tekisligiga yaqin simlarni ulash signal halqasining maydonini qisqartirishi, radiatsiya intensivligini kamaytirishi yoki parazitlarga qarshi qobiliyatini yaxshilashi mumkin.

1-rasm Kalit o’tkazgich qatlami ikkita tuproq tekisligi o’rtasida joylashgan

2. Quvvat tekisligi qo’shni yer tekisligiga nisbatan orqaga tortilishi kerak (tavsiya etilgan qiymat 5H～20H). Quvvat tekisligining qaytib keladigan erga nisbatan orqaga tortilishi “chekka nurlanish” muammosini samarali ravishda bostirishi mumkin.

Bundan tashqari, 3-rasmda ko’rsatilganidek, taxtaning asosiy ishchi quvvat tekisligi (eng ko’p ishlatiladigan quvvat tekisligi) elektr ta’minoti oqimining pastadir maydonini samarali ravishda kamaytirish uchun uning yer tekisligiga yaqin bo’lishi kerak.

3-rasm Quvvat tekisligi o’zining er tekisligiga yaqin bo’lishi kerak

3. Doskaning YUQORI va BOTTOM qatlamlarida ≥50MHz signal liniyasi mavjud emasmi. Agar shunday bo’lsa, uning kosmosga nurlanishini bostirish uchun yuqori chastotali signalni ikki tekislik qatlami o’rtasida yurish yaxshidir.

Bir qatlamli taxta va ikki qavatli taxta dizayni

Bir qatlamli va ikki qavatli taxtalarni loyihalash uchun asosiy signal liniyalari va elektr uzatish liniyalari dizayniga e’tibor qaratish lozim. Quvvat oqimi halqasining maydonini kamaytirish uchun quvvat izining yonida va unga parallel ravishda tuproqli sim bo’lishi kerak. “Guide Ground Line” 4-rasmda ko’rsatilganidek, bitta qatlamli taxtaning kalit signal chizig’ining ikkala tomoniga yotqizilishi kerak. Ikki qavatli taxtaning kalit signal chizig’ining proyeksiya tekisligi katta zamin maydoniga ega bo’lishi kerak. , yoki bir qatlamli taxta bilan bir xil usulda, 5-rasmda ko’rsatilganidek, “Guide Ground Line” ni loyihalash. Asosiy signal chizig’ining har ikki tomonidagi “qo’riqlash tuproqli sim” bir tomondan signal aylanishi maydonini kamaytirishi mumkin, Shuningdek, signal liniyasi va boshqa signal liniyalari o’rtasidagi o’zaro aloqani oldini oladi.

Umuman olganda, PCB platasining qatlamlari quyidagi jadvalga muvofiq ishlab chiqilishi mumkin.

PCB joylashtirish ko’nikmalari

PCB sxemasini loyihalashda, signal oqimi yo’nalishi bo’ylab to’g’ri chiziqda joylashtirishning dizayn printsipiga to’liq rioya qiling va 6-rasmda ko’rsatilganidek, oldinga va orqaga aylanishdan qochishga harakat qiling. Bu signalning to’g’ridan-to’g’ri ulanishidan qochishi va signal sifatiga ta’sir qilishi mumkin. Bundan tashqari, kontaktlarning zanglashiga olib kelishi va elektron komponentlar o’rtasidagi o’zaro aralashuvni oldini olish uchun sxemalarni joylashtirish va tarkibiy qismlarni joylashtirish quyidagi printsiplarga amal qilishi kerak:

1. Agar taxtada “toza zamin” interfeysi ishlab chiqilgan bo’lsa, filtrlash va izolyatsiyalash komponentlari “toza zamin” va ishchi zamin o’rtasidagi izolyatsiya bandiga joylashtirilishi kerak. Bu filtrlash yoki izolyatsiyalash moslamalarining planar qatlam orqali bir-biriga ulanishiga to’sqinlik qilishi mumkin, bu esa ta’sirni zaiflashtiradi. Bundan tashqari, “toza erga” filtrlash va himoya qilish moslamalaridan tashqari, boshqa qurilmalarni joylashtirish mumkin emas. 2. Bir xil PCBga bir nechta modul sxemalari joylashtirilganda, raqamli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sxemalari va analog sxemalari, shuningdek, yuqori tezlikda va past tezlikda ishlaydigan sxemalar, raqamli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o’zaro aralashuviga yo’l qo’ymaslik uchun alohida yotqizilishi kerak. past tezlikli zanjirlar. Bunga qo’shimcha ravishda, yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan shovqinining interfeys orqali tashqariga tarqalishini oldini olish uchun elektron platada bir vaqtning o’zida yuqori, o’rta va past tezlikli sxemalar mavjud bo’lganda.

3. Filtrlangan kontaktlarning zanglashiga olib qayta ulanishiga yo’l qo’ymaslik uchun elektron plataning quvvat kiritish portining filtr sxemasi interfeysga yaqin joylashtirilishi kerak.

8-rasm Quvvat kiritish portining filtr sxemasi interfeysga yaqin joylashtirilishi kerak

4. Interfeys sxemasining filtrlash, himoya qilish va izolyatsiyalash komponentlari 9-rasmda ko’rsatilganidek, interfeysga yaqin joylashtiriladi, bu himoya qilish, filtrlash va izolyatsiyalash ta’siriga samarali erishish mumkin. Agar interfeysda ham filtr, ham himoya sxemasi mavjud bo’lsa, avval himoya qilish, keyin esa filtrlash tamoyiliga amal qilish kerak. Himoya sxemasi tashqi haddan tashqari kuchlanish va haddan tashqari oqimni bostirish uchun ishlatilganligi sababli, himoya sxemasi filtr pallasidan keyin joylashtirilsa, filtr zanjiri haddan tashqari kuchlanish va haddan tashqari oqim bilan buziladi. Bunga qo’shimcha ravishda, kontaktlarning zanglashiga olib kirish va chiqish liniyalari bir-biriga ulanganda filtrlash, izolyatsiyalash yoki himoya ta’sirini zaiflashtirganligi sababli, filtr pallasining (filtr), izolyatsiya va himoya qilish pallasining kirish va chiqish liniyalari ishlamasligiga ishonch hosil qiling. tartib paytida bir-birlari bilan juftlik.

5. Nozik sxemalar yoki qurilmalar (masalan, qayta o’rnatish sxemalari va boshqalar) taxtaning har bir chetidan, ayniqsa, taxta interfeysining chetidan kamida 1000 mil uzoqlikda bo’lishi kerak.

6. Energiyani saqlash va yuqori chastotali filtrli kondansatkichlarni blokning zanjirlari yoki oqim o’zgarishi katta bo’lgan qurilmalar (masalan, quvvat modulining kirish va chiqish terminallari, fanatlar va o’rni) yaqiniga qo’yish kerak. katta oqim davri.

7. Filtrlangan kontaktlarning zanglashiga qaytadan aralashmasligi uchun filtr komponentlari yonma-yon joylashtirilishi kerak.

8. Kristallar, kristall osilatorlar, o’rni va kommutatsiya quvvat manbalari kabi kuchli nurlanish moslamalarini plata interfeysi ulagichlaridan kamida 1000 mil uzoqlikda saqlang. Shu tarzda, shovqin to’g’ridan-to’g’ri tarqalishi mumkin yoki oqim tashqariga chiqishi uchun chiqadigan kabelga ulanishi mumkin.

PCB simlarini ulash qoidalari

Komponentlarni tanlash va elektron dizayni bilan bir qatorda, yaxshi bosilgan elektron plata (PCB) simlari ham elektromagnit moslashuvda juda muhim omil hisoblanadi. PCB tizimning ajralmas komponenti bo’lganligi sababli, tenglikni o’tkazgichlarida elektromagnit moslashuvni oshirish mahsulotni yakuniy yakunlash uchun qo’shimcha xarajatlar keltirmaydi. Har bir inson esda tutishi kerakki, PCBning yomon joylashuvi ularni yo’q qilish o’rniga, ko’proq elektromagnit moslashuv muammolariga olib kelishi mumkin. Ko’pgina hollarda, hatto filtrlar va komponentlarning qo’shilishi ham bu muammolarni hal qila olmaydi. Oxir-oqibat, butun taxtani qayta ulash kerak edi. Shuning uchun, bu boshida tenglikni ulashning yaxshi odatlarini rivojlantirishning eng tejamli usulidir. Quyida PCB simlarini ulashning ba’zi umumiy qoidalari va elektr uzatish liniyalari, yer liniyalari va signal liniyalarini loyihalash strategiyalari keltirilgan. Nihoyat, ushbu qoidalarga muvofiq, konditsionerning tipik bosma plata sxemasi uchun takomillashtirish choralari taklif etiladi. 1. Simlarni ajratish Simlarni ajratish funktsiyasi tenglikni bir xil qatlamidagi qo’shni sxemalar o’rtasidagi o’zaro bog’lanish va shovqin birikmasini minimallashtirishdir. 3W spetsifikatsiyasi barcha signallarni (soat, video, audio, qayta o’rnatish va h.k.) 10-rasmda ko’rsatilganidek, chiziqdan chiziqqa, chekkadan chetga ajratilishi kerakligini ta’kidlaydi. Magnit muftani yanada kamaytirish uchun mos yozuvlar tuproqli. boshqa signal liniyalari tomonidan hosil bo’ladigan ulanish shovqinini izolyatsiya qilish uchun kalit signali yaqinida joylashtirilgan.

2. Himoya va shunt chizig’ini sozlash Shunt va himoya chizig’i shovqinli muhitda tizim soati signallari kabi asosiy signallarni izolyatsiya qilish va himoya qilishning juda samarali usuli hisoblanadi. 21-rasmda PCBdagi parallel yoki himoya sxemasi kalit signalining davri bo’ylab yotqizilgan. Himoya sxemasi nafaqat boshqa signal liniyalari tomonidan hosil qilingan ulanish magnit oqimini, balki asosiy signallarni boshqa signal liniyalari bilan bog’lanishdan ham ajratadi. Manevr chizig’i va himoya chizig’i o’rtasidagi farq shundaki, shunt chizig’ini tugatish (tuproqqa ulash) shart emas, lekin himoya chizig’ining ikkala uchi ham erga ulangan bo’lishi kerak. Bog’lanishni yanada kamaytirish uchun ko’p qatlamli tenglikni himoya qilish sxemasi boshqa har bir segmentga erga yo’l bilan qo’shilishi mumkin.

3. Quvvat liniyasining dizayni bosilgan elektron plata oqimining o’lchamiga asoslanadi va quvvat liniyasining kengligi pastadir qarshiligini kamaytirish uchun iloji boricha qalinroq. Shu bilan birga, elektr uzatish liniyasining yo’nalishini va tuproq chizig’ini ma’lumotlarni uzatish yo’nalishiga moslashtiring, bu esa shovqinga qarshi qobiliyatni oshirishga yordam beradi. Bitta yoki ikkita panelda, agar elektr uzatish liniyasi juda uzun bo’lsa, har 3000 milyada erga ajratuvchi kondansatkich qo’shilishi kerak va kondansatkichning qiymati 10uF + 1000pF ni tashkil qiladi.

Tuproq simining dizayni

Topraklama simlarini loyihalash printsiplari:

(1) Raqamli tuproq analog tuproqdan ajratilgan. Elektron platada ham mantiqiy sxemalar, ham chiziqli sxemalar mavjud bo’lsa, ularni iloji boricha ajratish kerak. Past chastotali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tuproqlari iloji boricha bir nuqtada parallel ravishda erga ulangan bo’lishi kerak. Haqiqiy simlarni ulash qiyin bo’lsa, uni qisman ketma-ket ulash va keyin parallel ravishda erga ulash mumkin. Yuqori chastotali sxema ketma-ket bir nechta nuqtada topraklanmış bo’lishi kerak, topraklama simi qisqa va ijaraga olingan bo’lishi kerak va tarmoqqa o’xshash keng maydonli tuproq plyonkasi yuqori chastotali komponent atrofida iloji boricha ishlatilishi kerak.

(2) Topraklama simi iloji boricha qalin bo’lishi kerak. Agar topraklama simi juda qattiq chiziqdan foydalansa, er potentsiali oqimning o’zgarishi bilan o’zgaradi, bu esa shovqinga qarshi ish faoliyatini kamaytiradi. Shuning uchun, bosilgan taxtada ruxsat etilgan oqimdan uch marta o’tishi uchun tuproq simini qalinlashtirish kerak. Iloji bo’lsa, topraklama simi 2 ~ 3 mm yoki undan ko’p bo’lishi kerak.

(3) Tuproq simi yopiq pastadir hosil qiladi. Faqat raqamli sxemalardan tashkil topgan bosma platalar uchun ularning ko’p topraklama davrlari shovqin qarshiligini yaxshilash uchun halqalarda joylashgan.

Signal liniyasi dizayni

Kalit signal liniyalari uchun, agar platada ichki signal o’tkazgich qatlami bo’lsa, soatlar kabi asosiy signal chiziqlari ichki qatlamga yotqizilishi kerak va ustunlik afzal qilingan simli qatlamga beriladi. Bunga qo’shimcha ravishda, asosiy signal liniyalari bo’linish maydoni bo’ylab yo’naltirilmasligi kerak, shu jumladan avizolar va prokladkalar tufayli kelib chiqadigan mos yozuvlar tekisligi bo’shliqlari, aks holda bu signal halqasi maydonining oshishiga olib keladi. Va chekka radiatsiya ta’sirini bostirish uchun kalit signal chizig’i mos yozuvlar tekisligining chetidan (H – mos yozuvlar tekisligidan chiziqning balandligi) 3H dan ortiq bo’lishi kerak. Soat chiziqlari, avtobus liniyalari, radiochastota liniyalari va boshqa kuchli radiatsiya signal liniyalari va qayta o’rnatish signal liniyalari, chipni tanlash signal liniyalari, tizimni boshqarish signallari va boshqa sezgir signal liniyalari uchun ularni interfeys va chiquvchi signal liniyalaridan uzoqroq tuting. Bu kuchli radiatsion signal chizig’idagi interferensiyaning chiquvchi signal chizig’iga ulanishini va tashqariga tarqalishini oldini oladi; va shuningdek, tizimning noto’g’ri ishlashiga olib keladigan sezgir signal chizig’iga ulanishdan interfeys chiquvchi signal liniyasi tomonidan olib keladigan tashqi shovqinlardan qochadi. Differensial signal liniyalari bir xil qatlamda, teng uzunlikdagi bo’lishi va parallel ravishda harakatlanishi, impedansning barqarorligini saqlab turishi kerak va differentsial chiziqlar o’rtasida boshqa simlar bo’lmasligi kerak. Differensial chiziq juftligining umumiy rejim empedansi teng bo’lishi ta’minlanganligi sababli, uning shovqinga qarshi qobiliyatini yaxshilash mumkin. Yuqoridagi simlarni ulash qoidalariga ko’ra, konditsionerning odatiy bosma plata sxemasi yaxshilanadi va optimallashtiriladi.