PCB-Neuigkeiten - Drei Schlüsselpunkte des Designs der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) von Leiterplatten

EMV-Design in Leiterplatten sollte für viele elektronische Hardware-Ingenieure eine große Sorge sein. Zum Beispiel: Wie betrachten Sie EMV beim Stapeln von Leiterplatten? Gibt es bei der Auslegung einer EMV für verschiedene Leiterplattenschichten dieselben Dinge zu beachten? In Anbetracht dessen, dass jeder Fragen zu ähnlichen Problemen hat, hat xiaobian dort diesen Artikel über, wie man heute einen guten Job im EMV-Design von Leiterplatten macht, in der Hoffnung, Ihnen zu helfen.

Erstens, Gerätelayout

In PCB-Design, aus EMV-Perspektive, Es gibt drei Hauptfaktoren zu berücksichtigen: die Anzahl der Inputs/Ausgangsstifte, Gerätedichte und Stromverbrauch.

Eine praktische Regel ist, dass der Chip 20% des Substrats abdeckt und nicht mehr als 2W Leistung pro Quadratzoll verbraucht.

In Bezug auf das Gerätelayout sollten Geräte, die miteinander in Beziehung stehen, grundsätzlich so nah wie möglich sein, Digitalschaltung, Analogschaltung und Stromschaltung sollten getrennt platziert werden, und Hochfrequenzschaltung und Niederfrequenzschaltung sollten getrennt werden.

Geräte, die anfällig für Rauschen, kleine Stromkreise und große Stromkreise sind, sollten weit weg von Logikschaltungen sein. M

Ajor-Interferenz- und Strahlungsquellen wie Taktkreise und Hochfrequenzschaltungen sollten getrennt voneinander angeordnet werden, weg von empfindlichen Schaltkreisen, und die Ein- und Ausgangschips sollten sich in der Nähe des I/O-Ausgangs des Hybridschaltungspakets befinden.

Hochfrequente Komponenten sollten die Verbindung so weit wie möglich verkürzen, um die verteilten Parameter und elektromagnetischen Störungen untereinander zu reduzieren. Störanfällige Komponenten sollten nicht zu nah beieinander liegen, Ein- und Ausgang sollten so weit wie möglich entfernt sein. Oszillatoren sind so nah wie möglich am Taktchip und weg von der Signalschnittstelle und dem Low-Level-Signalchip.

Die Komponenten sollten parallel oder senkrecht zu einer Seite des Substrats sein, so dass die Komponenten so weit wie möglich parallel angeordnet sind, was nicht nur die verteilten Parameter zwischen den Komponenten reduziert, sondern auch dem Herstellungsprozess des Hybridkreislaufs entspricht, wodurch es einfach zu produzieren ist.

Die Strom- und Erdungsleitungspads auf dem Substrat der Hybridschaltung müssen symmetrisch angeordnet sein und viele Strom- und Erdungs-I/O-Anschlüsse gleichmäßig verteilen. Der Mount-Bereich des blanken Chips ist mit einer negativen Potentialebene verbunden.

Bei der Auswahl einer mehrschichtigen Hybridschaltung ändert sich die Schicht-zu-Schicht-Anordnung der Leiterplatte mit der spezifischen Schaltung, weist jedoch im Allgemeinen folgende Eigenschaften auf:

(1) Die innere Schicht der Stromversorgung und der Erdungsverteilung kann als Abschirmschicht betrachtet werden, die die inhärente Gleichtakt-HF-Störung auf der Leiterplatte gut unterdrücken und die Verteilungsimpedanz der Hochfrequenzstromversorgung verringern kann.

(2) Die Stromversorgungsebene und die Erdungsebene in der Platine sollten so nah beieinander wie möglich sein, und die Erdungsebene befindet sich im Allgemeinen über der Stromversorgungsebene. Auf diese Weise kann der Zwischenschichtkondensator als glatter Kondensator der Stromversorgung verwendet werden, und die Erdungsebene kann den auf der Stromversorgungsebene verteilten Strahlungsstrom abschirmen.

(3) Die Verdrahtungsschicht sollte so weit wie möglich neben der Stromversorgung oder Erdungsebene angeordnet sein, um Flussunterdrückung zu erzeugen.

Zweitens, Leiterplattenverdrahtung

Achten Sie beim Schaltungsdesign oft nur auf die Verbesserung der Verdrahtungsdichte oder das Streben nach einheitlichem Layout, wobei die Auswirkungen des Leitungslayouts auf die Vermeidung von Störungen ignoriert werden, so dass eine große Anzahl von Signalen in den Raum ausstrahlen, um Störungen zu bilden, zu mehr elektromagnetischen Kompatibilitätsproblemen führen kann.

Daher ist eine gute Verdrahtung der Schlüssel zum Erfolg des Designs.

1, Grundriss

Der Erdungskabel ist nicht nur der potenzielle Bezugspunkt der Schaltung, sondern auch der niederohmige Schaltkreis des Signals.

Die übliche Störung am Boden ist die Störung, die durch den Strom der Erdschleife verursacht wird. Diese Art von Interferenzproblem zu lösen ist gleichbedeutend mit der Lösung der meisten Probleme der elektromagnetischen Verträglichkeit.

Das Rauschen auf dem Erdungskabel beeinflusst hauptsächlich den Erdungspegel der digitalen Schaltung, und die digitale Schaltung ist empfindlicher auf das Rauschen auf dem Erdungskabel, wenn der Ausgang niedrig ist.

Interferenzen auf Erdungskabel können nicht nur einen Fehlbetrieb des Schaltkreises verursachen, sondern auch zu Leitungs- und Strahlungsemissionen führen. Daher liegt der Schlüssel zur Verringerung dieser Interferenzen darin, die Impedanz des Erdungskabels so weit wie möglich zu minimieren (bei digitalen Schaltungen ist die Verringerung der Induktivität des Erdungskabels besonders wichtig).

Beachten Sie die folgenden Punkte bei der Anordnung der Erdungskabel:

(1) Entsprechend unterschiedlicher Stromversorgungsspannung, digitaler Schaltung und analoger Schaltung bzw. gesetzter Erdungskabel.

(2) der öffentliche Erdungskabel so dick wie möglich. Im mehrschichtigen Dickschichtverfahren kann eine spezielle Erdoberfläche eingerichtet werden, die hilft, die Schleifenfläche zu reduzieren und die Effizienz der Empfangsantenne zu verringern. Und kann als Signalleitung Schirmkörper verwendet werden.

(3) Kammerdraht sollte vermieden werden. Diese Struktur macht die Signalrücklaufschleife sehr groß, was Strahlung und Empfindlichkeit erhöht, und die gemeinsame Impedanz zwischen Chips kann auch Schaltungsfehler verursachen.

(4) Wenn mehrere Chips auf der Platine installiert sind, gibt es einen größeren Potentialunterschied auf dem Erdungsdraht. Der Erdungskabel sollte in einen geschlossenen Kreislauf ausgelegt werden, um die Rauschtoleranz der Schaltung zu verbessern.

(5) eine Leiterplatte mit analogen und digitalen Funktionen, analoger Masse und digitaler Masse werden normalerweise getrennt und nur an der Stromversorgung angeschlossen.

2. Anordnung des Stromversorgungskreises

Im Allgemeinen sind elektromagnetische Störungen, die durch Stromleitung verursacht werden, mit Ausnahme von Störungen, die direkt durch elektromagnetische Strahlung verursacht werden, üblich. Daher ist auch das Layout des Netzkabels wichtig, und die folgenden Regeln sollten im Allgemeinen befolgt werden.

(Leistungsverarbeitung)

(1) Die Stromleitung ist so nah am Erdungskabel wie möglich, um den Bereich der Stromversorgungsschleife zu reduzieren, und die differentielle Modestrahlung ist klein, was hilft, Schaltungsstörungen zu reduzieren. Überlappen Sie die Stromversorgungsschleifen verschiedener Netzteile nicht.

(2) Bei Verwendung von Mehrschichtverfahren werden analoge Stromversorgung und digitale Stromversorgung getrennt, um gegenseitige Interferenzen zu vermeiden. Stellen Sie keine digitalen und analogen Netzteile übereinander, da sonst Kopplungskapazitäten auftreten und die Trennung zerstört wird.

(3) Die vollständige dielektrische Isolierung kann zwischen der Stromversorgungsebene und der Erdungsebene verwendet werden. Wenn die Frequenz

Einfluss und Geschwindigkeit sind sehr hoch, mittlere Gülle mit niedriger Dielektrizitätskonstante sollte ausgewählt werden. Die Energieebene sollte nahe und unter der Erdungsebene sein, um den auf der Energieebene verteilten Strahlungsstrom abzuschirmen.

(4) Die Entkopplung sollte zwischen dem Stromstift und dem Massepunkt des Chips durchgeführt werden. Der Chipkondensator von 0.01uF sollte zum Entkopplungskondensator verwendet werden, der nahe am Chip installiert werden sollte, damit der Schaltungsbereich des Entkopplungskondensators so weit wie möglich reduziert werden kann.

(5) Wenn Sie Patch-Chip auswählen, versuchen Sie, den Chip zu wählen, dessen Stromstift und Massepunkt nahe beieinander liegen, was den Stromversorgungsschleifenbereich des Entkopplungskondensators weiter reduzieren kann und der elektromagnetischen Kompatibilität förderlich ist.