Leiterplattentechnisch - Elektromagnetische Kompatibilität des Leiterplattendesignprozesses

Für Leiterplattenhersteller, Das Design der elektromagnetischen Verträglichkeit ist definitiv ein Schwerpunkt des Leiterplattendesignprozesses. Dieser Artikel wird darüber sprechen, wie die elektromagnetische Verträglichkeit von zwei Aspekten verbessert werden kann.

1. Einleitung

Viele Zuverlässigkeits- und Stabilitätsprobleme elektronischer Produkte werden durch das Versagen des elektromagnetischen Verträglichkeitsdesigns verursacht. Häufige Probleme umfassen Signalverzerrung, übermäßiges Signalrauschen, instabiles Signal während der Arbeit, Systemabstürze, System anfällig für Umweltstörungen und schlechte Anti-Interferenz Fähigkeit. Elektromagnetische Kompatibilität Design ist eine sehr komplexe Technologie, von Design bis Wissen über Elektromagnetik und so weiter. In diesem Artikel werden einige empirische Fähigkeiten aus Schichtdesign und Schichtlayout diskutiert, um einige Referenzen für Elektroniker bereitzustellen.

Zweitens die Konfiguration der Anzahl der Schichten

The layers of the Leiterplatte umfassen hauptsächlich die Leistungsschicht, die Masseschicht und die Signalschicht, und die Anzahl der Schichten ist die Summe der Anzahl jeder Schicht. Im Designprozess, Der erste Schritt besteht darin, alle Quellen und Gründe zu koordinieren und zu klassifizieren., sowie verschiedene Signale, und Einsatz und Auslegung auf der Grundlage der Klassifizierung. Allgemein, Verschiedene Netzteile sollten in verschiedene Schichten unterteilt werden, und verschiedene Gründe sollten entsprechende Bodenebenen haben. Verschiedene Sondersignale, wie hohe Takt- und Frequenzsignale, müssen separat entworfen werden, und eine Masseebene muss hinzugefügt werden, um die speziellen Signale abzuschirmen, um die elektromagnetische Verträglichkeit zu verbessern. Wenn Kosten auch einer der zu berücksichtigenden Faktoren sind, Während des Entwurfsprozesses sollte ein Gleichgewicht zwischen der elektromagnetischen Verträglichkeit und den Kosten des Systems gefunden werden.

Die erste Überlegung bei der Auslegung der Leistungsschicht ist die Art und Menge der Stromversorgung. Wenn es nur ein Netzteil gibt, kann eine einzelne Stromschicht berücksichtigt werden. Bei hohen Leistungsanforderungen kann es auch mehrere Leistungsschichten geben, um Geräte unterschiedlicher Schichten mit Strom zu versorgen. Wenn es mehrere Netzteile gibt, können Sie in Erwägung ziehen, mehrere Stromschichten zu entwerfen, oder Sie können verschiedene Stromversorgungen auf derselben Stromebene teilen. Die Prämisse der Division ist, dass es keine Crossover zwischen den Netzteilen gibt. Bei einem Crossover müssen mehrere Versorgungsschichten ausgelegt werden.

Das Design der Anzahl der Signalschichten sollte die Eigenschaften aller Signale berücksichtigen. Die Schichtung und Abschirmung von Sondersignalen hat Priorität. Unter normalen Umständen ist es zuerst, Design-Software zu verwenden, um zu entwerfen und dann nach bestimmten Details zu ändern. Sowohl die Signaldichte als auch die Integrität des speziellen Signals müssen die Themen sein, die bei der Schichtgestaltung berücksichtigt werden müssen. Für besondere Informationen muss die Bodenebene bei Bedarf als Abschirmschicht ausgeführt werden.

Unter normalen Umständen wird nicht empfohlen, einzelne oder doppelte Platten zu entwerfen, es sei denn, die Kosten werden rein berücksichtigt. Obwohl Single-Panel- und Double-Panel-Verarbeitung einfach und kostengünstig sind, hat das Single-Panel im Falle von hoher Signaldichte und komplexer Signalstruktur, wie Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen oder Analog-Digital-Hybridschaltungen, keine dedizierte Referenz-Masseschicht, was die Schleife erhöht und die Strahlung zunimmt. Durch das Fehlen einer wirksamen Abschirmung wird auch die Störfestigkeit des Systems reduziert.

Drittens das Layout-Design der PCB-Schicht

Nach der Bestimmung des Signals und der Schicht muss auch das Layout jeder Schicht wissenschaftlich gestaltet werden. Das Layout-Design der mittleren Schicht des Leiterplattendesigns folgt den folgenden Prinzipien:

(1) Grenzt die Energieebene an die entsprechende Bodenebene an. Der Zweck dieses Designs ist es, einen Kopplungskondensator zu bilden und mit dem Entkopplungskondensator auf der Leiterplatte zu arbeiten, um die Impedanz der Leistungsebene zu reduzieren und gleichzeitig einen breiteren Filtereffekt zu erzielen.

(2) Die Wahl der Bezugsschicht ist sehr wichtig. Theoretisch können die Leistungsschicht und die untere Ebene als Bezugsschicht verwendet werden, aber die Grundebene Schicht kann im Allgemeinen geerdet werden, so dass der Abschirmungseffekt viel besser als die Leistungsschicht ist, so dass im Allgemeinen die Grundebene als Bezugsebene bevorzugt wird.

(3) Die Schlüsselsignale zweier benachbarter Schichten können die Partition nicht überqueren. Andernfalls wird eine größere Signalschleife gebildet, die zu stärkerer Strahlung und Kopplung führt.

(4) Um die Integrität der Erdungsebene zu erhalten, ist es nicht möglich, die Drähte auf der Erdungsebene zu führen. Wenn die Signaldrahtdichte zu groß ist, können Sie erwägen, die Drähte am Rand der Leistungsebene zu verlegen.

(5) Entwerfen Sie eine Erdungsschicht unterhalb der Schlüsselsignale wie Hochgeschwindigkeitssignale, Testsignale, Hochfrequenzsignale usw., so dass der Weg der Signalschleife am kürzesten und die Strahlung am kleinsten ist.

(6) Wie mit der Strahlung der Stromversorgung und der Störung des gesamten Systems umzugehen ist, muss im Prozess der Hochgeschwindigkeitsschaltung berücksichtigt werden. Im Allgemeinen sollte die Fläche der Energieebene kleiner als die Fläche der Bodenebene sein, so dass die Bodenebene die Stromversorgung abschirmen kann. Im Allgemeinen muss die Leistungsebene um das 2-fache der Dicke des Mediums als die Masseebene eingerückt werden. Wenn Sie die Vertiefung der Leistungsschicht reduzieren möchten, muss die Dicke des Mediums so klein wie möglich sein.

Allgemeine Prinzipien, die beim Layoutdesign von mehrschichtigen Leiterplatten zu beachten sind:

(1) Die Energieebene sollte nahe an der Bodenebene und unter der Bodenebene entworfen sein.

(2) Die Verdrahtungsschicht sollte so ausgelegt sein, dass sie an die gesamte Metallebene angrenzt.

(3) Das digitale Signal und das analoge Signal müssen isoliert sein. Vermeiden Sie zuerst das digitale Signal und das analoge Signal auf der gleichen Schicht. Wenn es unvermeidbar ist, können Sie das analoge Signal und das digitale Signal verwenden, um die regionale Verdrahtung zu teilen und den Steckplatz verwenden, um den analogen Signalbereich zu teilen. Isoliert vom digitalen Signalbereich. Gleiches gilt für analoge und digitale Netzteile. Vor allem das digitale Netzteil hat eine sehr große Strahlung, so dass es isoliert und abgeschirmt werden muss.

(4) Die gedruckten Linien in der mittleren Schicht bilden einen planaren Wellenleiter, und die Mikrostreifenlinie wird in der Oberflächenschicht gebildet. Die Übertragungseigenschaften der beiden sind unterschiedlich.

(5) Taktkreise und Hochfrequenzschaltungen sind die Hauptquellen für Störungen und Strahlung. Sie müssen getrennt und weit weg von empfindlichen Schaltkreisen angeordnet sein.

(6) Der Streustrom und der hochfrequente Strahlungsstrom, der in verschiedenen Schichten enthalten ist, sind unterschiedlich und können bei der Verdrahtung nicht gleich behandelt werden.

Durch das Ebenendesign und das Ebenendesign, die elektromagnetische Verträglichkeit der PCB kann stark verbessert werden.

Der Schichtzahlentwurf berücksichtigt hauptsächlich die Leistungsschicht und Bodenschicht, Hochfrequenzsignale, spezielle Signale und empfindliche Signale.

Das Layerlayout berücksichtigt hauptsächlich verschiedene Kopplungen, Erdungs- und Stromleitungsleitungen, Takt- und Hochgeschwindigkeitssignallayouts, analoge Signale und digitale Informationslayouts.