Trong thiết kế EMC của PCB, mối quan tâm đầu tiên là thiết lập lớp; Các lớp của bo mạch bao gồm nguồn cấp, lớp nối đất và lớp tín hiệu. Trong thiết kế sản phẩm của EMC, bên cạnh việc lựa chọn linh kiện và thiết kế mạch thì thiết kế PCB tốt cũng là một yếu tố rất quan trọng.

Chìa khóa trong thiết kế EMC của PCB là giảm thiểu diện tích dòng chảy ngược và làm cho đường dẫn dòng chảy ngược theo hướng mà chúng tôi đã thiết kế. Thiết kế lớp là cơ sở của PCB, làm thế nào để làm tốt công việc thiết kế lớp PCB để làm cho hiệu ứng EMC của PCB tối ưu?

Ý tưởng thiết kế của lớp PCB:

Cốt lõi của việc lập kế hoạch và thiết kế EMC nhiều lớp PCB là lập kế hoạch hợp lý đường đi của tín hiệu để giảm thiểu diện tích tín hiệu chảy ngược từ lớp gương bo mạch, để loại bỏ hoặc giảm thiểu từ thông.

1. Lớp phản chiếu bảng

Lớp gương là một lớp hoàn chỉnh của lớp mặt phẳng được phủ đồng (lớp cấp nguồn, lớp tiếp đất) tiếp giáp với lớp tín hiệu bên trong PCB. Các chức năng chính như sau:

(1) Giảm nhiễu dòng ngược: lớp gương có thể cung cấp một đường dẫn trở kháng thấp cho dòng ngược của lớp tín hiệu, đặc biệt khi có một dòng điện lớn trong hệ thống phân phối điện, vai trò của lớp gương càng rõ ràng.

(2) Giảm EMI: sự tồn tại của lớp gương làm giảm diện tích của vòng kín được hình thành bởi tín hiệu và sự hồi lưu và giảm EMI;

(3) giảm nhiễu xuyên âm: giúp kiểm soát vấn đề xuyên âm giữa các đường tín hiệu trong mạch kỹ thuật số tốc độ cao, thay đổi độ cao của đường tín hiệu từ lớp gương, bạn có thể kiểm soát nhiễu xuyên âm giữa các đường tín hiệu, chiều cao càng nhỏ thì càng nhỏ. xuyên âm;

(4) Kiểm soát trở kháng để ngăn chặn sự phản xạ tín hiệu.

Lựa chọn lớp gương

(1) Cả nguồn điện và mặt đất đều có thể được sử dụng làm mặt phẳng chuẩn và có tác dụng che chắn nhất định đối với hệ thống dây điện bên trong;

(2) Nói một cách tương đối, mặt phẳng công suất có trở kháng đặc tính cao, và có sự khác biệt lớn về điện thế với mức chuẩn, và nhiễu tần số cao trên mặt phẳng công suất là tương đối lớn;

(3) Từ góc độ che chắn, mặt phẳng nền nói chung được nối đất và được sử dụng làm điểm chuẩn của mức chuẩn, và hiệu quả che chắn của nó tốt hơn nhiều so với mặt phẳng công suất;

(4) Khi chọn mặt phẳng chuẩn, nên ưu tiên mặt phẳng nền và mặt phẳng công suất nên được chọn thứ hai.

Nguyên tắc loại bỏ từ thông:

Theo các phương trình Maxwell, tất cả các tác động điện và từ giữa các vật thể hoặc dòng điện riêng biệt đều được truyền qua vùng trung gian giữa chúng, cho dù đó là chân không hay vật chất rắn. Trong PCB, thông lượng luôn được truyền trong đường truyền. Nếu đường dẫn dòng chảy ngược rf song song với đường dẫn tín hiệu tương ứng, thông lượng trên đường dẫn dòng chảy ngược có hướng ngược lại với hướng trên đường dẫn tín hiệu, sau đó chúng được xếp chồng lên nhau và thu được hiệu ứng hủy thông lượng.

Bản chất của việc loại bỏ thông lượng là kiểm soát đường dẫn dòng ngược của tín hiệu, như thể hiện trong sơ đồ sau:

Cách sử dụng quy tắc bàn tay phải để giải thích hiệu ứng triệt tiêu từ thông khi lớp tín hiệu tiếp giáp với địa tầng được giải thích như sau:

(1) Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn, xung quanh dây dẫn sẽ sinh ra từ trường và chiều của từ trường được xác định theo quy tắc bàn tay phải.

(2) Khi có hai dây dẫn gần nhau và song song với dây dẫn như hình vẽ bên, một dây dẫn điện thoát ra, dây dẫn điện còn lại chảy qua, nếu dòng điện chạy qua dây là dòng điện và tín hiệu dòng điện trở lại của nó, khi đó hai chiều ngược chiều của dòng điện bằng nhau, do đó, từ trường của chúng bằng nhau, nhưng chiều ngược lại,Vì vậy, chúng triệt tiêu lẫn nhau.

Ví dụ thiết kế bảng sáu lớp

1. Đối với các tấm sáu lớp, sơ đồ 3 được ưu tiên;

Phân tích:

(1) Khi lớp tín hiệu tiếp giáp với mặt phẳng chuẩn chỉnh lại và S1, S2 và S3 tiếp giáp với mặt đất, nên đạt được hiệu ứng loại bỏ từ thông tốt nhất. Do đó, S2 là lớp định tuyến được ưu tiên, tiếp theo là S3 và S1.

(2) Mặt phẳng công suất tiếp giáp với mặt phẳng GND, khoảng cách giữa các mặt phẳng là rất nhỏ, nó có tác dụng triệt tiêu từ thông tốt nhất và trở kháng mặt phẳng công suất thấp.

(3) Nguồn điện chính và vải trải sàn tương ứng của nó được đặt ở lớp 4 và 5. Khi độ dày của lớp được thiết lập, khoảng cách giữa S2-P phải được tăng lên và khoảng cách giữa P-G2 phải được giảm bớt (khoảng cách giữa các lớp G1-S2 nên được giảm tương ứng), để giảm trở kháng của mặt phẳng nguồn và ảnh hưởng của nguồn cung cấp trên S2.

2. Khi chi phí cao, chương trình 1 có thể được thông qua;

Phân tích:

(1) Vì lớp tín hiệu tiếp giáp với mặt phẳng chuẩn chỉnh lại và S1 và S2 tiếp giáp với mặt đất nên cấu trúc này có tác dụng loại bỏ từ thông tốt nhất;

(2) Do hiệu ứng triệt tiêu từ thông kém và trở kháng mặt phẳng công suất cao từ mặt phẳng công suất tới mặt phẳng GND qua S3 và S2;

(3) Lớp dây ưu tiên S1 và S2, tiếp theo là S3 và S4.

3. Đối với tấm sáu lớp, tùy chọn 4

Phân tích:

Sơ đồ 4 phù hợp hơn Sơ đồ 3 cho các yêu cầu tín hiệu cục bộ, số lượng nhỏ, có thể cung cấp lớp dây dẫn S2 tuyệt vời.

4. Hiệu ứng EMC tồi tệ nhất, Đề án,Phân tích:

Trong cấu trúc này, S1 và S2 kề nhau, S3 và S4 liền nhau, S3 và S4 không tiếp giáp với mặt đất nên hiệu quả triệt tiêu từ thông kém.

Cloại trừ

Nguyên tắc cụ thể của thiết kế lớp PCB:

(1) Có một mặt phẳng hoàn chỉnh (tấm chắn) bên dưới bề mặt cấu kiện và bề mặt hàn;

(2) Cố gắng tránh tiếp giáp trực tiếp của hai lớp tín hiệu;

(3) Tất cả các lớp tín hiệu tiếp giáp với mặt đất càng xa càng tốt;

(4) Lớp đấu dây của tần số cao, tốc độ cao, đồng hồ và các tín hiệu chính khác nên có mặt phẳng tiếp đất liền kề.