Leiterplattentechnisch - Die Möglichkeiten, Interferenzen auf der Leiterplatte zu unterdrücken

Die Möglichkeiten, Störungen auf dem Leiterplatte sind:

1. Reduzieren Sie den Bereich der Differenzmodus-Signalschleife.

2. Reduzieren Sie die Rauschrückgabe der hohen Frequenz (Filterung, Isolierung und Abgleich).

3. Reduce the common mode voltage (grounding design). 47 Prinzipien des High-Speed PCB EMC Designs II. Zusammenfassung der PCB-Design Grundsätze

Prinzip 1: PCB-Taktfrequenz überschreitet 5MHZ oder Signalanstiegszeit ist kleiner als 5ns, muss im Allgemeinen mehrschichtiges Leiterplattendesign verwendet werden.

Grund: Der Bereich der Signalschleife kann gut kontrolliert werden, indem mehrschichtiges Brettdesign angenommen wird.

Prinzip 2: Für Mehrschichtplatinen sollte die Schlüsselverdrahtungsschicht (die Schicht, in der sich die Taktleitung, der Bus, die Schnittstellensignalleitung, die Hochfrequenzleitung, die Rücksetzsignalleitung, die Chipauswahlsignalleitung und die verschiedenen Steuersignalleitungen befinden) an die vollständige Erdungsebene angrenzend sein. Vorzugsweise zwischen zwei Bodenebenen.

Grund: Die Schlüsselsignalleitungen sind in der Regel starke Strahlung oder extrem empfindliche Signalleitungen. Verdrahtung nahe der Erdungsebene kann den Signalschleifenbereich verringern, die Strahlungsintensität verringern oder die Störfestigkeit verbessern.

Prinzip 3: Bei einlagigen Leiterplatten sollten beide Seiten der Schlüsselsignalleitungen mit Masse abgedeckt werden.

Grund: Das Schlüsselsignal ist auf beiden Seiten mit Masse bedeckt, auf der einen Seite kann es den Bereich der Signalschleife reduzieren, und auf der anderen Seite kann es das Übersprechen zwischen der Signalleitung und anderen Signalleitungen verhindern.

Prinzip 4: Für eine doppelschichtige Platte sollte eine große Fläche des Bodens auf der Projektionsebene der Schlüsselsignalleitung oder die gleiche wie eine einseitige Platte gelegt werden.

Grund: Genauso wie das Schlüsselsignal der Mehrschichtplatine nahe an der Erdungsebene liegt.

Prinzip 5: In einer mehrschichtigen Platine sollte die Energieebene um 5H-20H relativ zu ihrer benachbarten Erdungsebene zurückgezogen werden (H ist der Abstand zwischen der Stromversorgung und der Erdungsebene).

Grund: Die Einkerbung der Leistungsebene relativ zu ihrer Rückgrundebene kann das Randstrahlungsproblem effektiv unterdrücken.

Prinzip 6: Die Projektionsebene der Verdrahtungsschicht sollte im Bereich der Reflow-Ebene-Schicht sein.

Grund: Wenn sich die Verdrahtungsschicht nicht im Projektionsbereich der Reflow-Ebene-Schicht befindet, verursacht sie Randstrahlungsprobleme und vergrößert den Signalschleifenbereich, was zu einer erhöhten Differentialmodusstrahlung führt.

Prinzip 7: In der Mehrschichtplatte sollten die TOP- und BOTTOM-Schichten der Einzelplatine keine Signalleitungen haben, die größer als 50MHZ sind. Grund: Es ist am besten, das Hochfrequenzsignal zwischen den beiden Ebenen zu laufen, um seine Strahlung in den Raum zu unterdrücken.

Prinzip 8: Wenn die zweite Schicht und die vorletzte Schicht Verdrahtungsschichten sind, sollten die TOP- und BOOTTOM-Schichten mit geerdeter Kupferfolie bedeckt werden.

Grund: Es ist am besten, das Hochfrequenzsignal zwischen den beiden Ebenen zu laufen, um seine Strahlung in den Raum zu unterdrücken.

Prinzip 9: In einer mehrschichtigen Platine sollte die Hauptarbeitsleistungsebene (die am weitesten verbreitete Leistungsebene) der einzelnen Platine in unmittelbarer Nähe zu ihrer Grundebene sein.

Grund: Die benachbarte Energieebene und die Erdungsebene können den Schleifenbereich des Stromkreises effektiv reduzieren.

Prinzip 10: In einer einlagigen Platine muss neben und parallel zur Stromleitung ein Massedraht vorhanden sein.

Grund: Verringern Sie die Fläche der Stromschleife der Stromversorgung.

Prinzip 11: In einer zweilagigen Platine muss neben und parallel zur Stromleitung ein Erdungskabel vorhanden sein.

Grund: Verringern Sie die Fläche der Stromschleife der Stromversorgung.

Prinzip 12: Versuchen Sie im geschichteten Design, benachbarte Verdrahtungsschichten zu vermeiden. Wenn es unvermeidlich ist, dass die Verdrahtungsschichten nebeneinander liegen, sollte der Schichtabstand zwischen den beiden Verdrahtungsschichten angemessen erhöht werden, und der Schichtabstand zwischen der Verdrahtungsschicht und ihrem Signalkreis sollte verringert werden.

Grund: Parallele Signalspuren auf benachbarten Verdrahtungsschichten können Signalübersprache verursachen.

Prinzip 13: Angrenzende Ebenen sollten Überlappungen ihrer Projektionsebenen vermeiden.

Grund: Wenn sich die Projektionen überlappen, führt die Kopplungskapazität zwischen den Schichten dazu, dass das Rauschen zwischen den Schichten miteinander gekoppelt wird.

Grundsatz 14: Bei der Gestaltung der Leiterplattenlayout, Beachten Sie vollständig das Konstruktionsprinzip der Platzierung in einer geraden Linie entlang der Signalflussrichtung, und versuchen, Schleifen vor und zurück zu vermeiden.

Grund: Vermeiden Sie direkte Signalkopplung und beeinflussen Sie die Signalqualität.

Prinzip 15: Wenn mehrere Modulschaltungen auf derselben Leiterplatte platziert werden, sollten digitale Schaltungen und analoge Schaltungen sowie Hochgeschwindigkeits- und Niedriggeschwindigkeitsschaltungen getrennt angeordnet werden.

Grund: Vermeiden Sie gegenseitige Interferenzen zwischen digitalen Schaltungen, analogen Schaltungen, Hochgeschwindigkeitsschaltungen und Low-Speed Schaltungen.

Prinzip 16: Wenn sich gleichzeitig hohe, mittlere und niedrige Geschwindigkeitsschaltungen auf der Leiterplatte befinden, folgen Sie den Hochgeschwindigkeits- und Mittelgeschwindigkeit-Schaltungen und halten Sie sich von der Schnittstelle fern.

Grund: Vermeiden Sie hochfrequente Schaltungsgeräusche, die durch die Schnittstelle nach außen ausstrahlen.

Prinzip 17: Energiespeicher- und Hochfrequenzfilterkondensatoren sollten in der Nähe von Geräteschaltungen oder Geräten mit großen Stromänderungen (wie z.B. Stromversorgungsmodulen: Eingangs- und Ausgangsklemmen, Lüfter und Relais) platziert werden.

Grund: Die Existenz von Energiespeicherkondensatoren kann die Schleifenfläche großer Stromschleifen reduzieren.

Prinzip 18: Der Filterkreis des Leistungseingangs der Leiterplatte sollte nah an der Schnittstelle platziert werden. Grund: Um zu verhindern, dass die gefilterte Leitung wieder gekoppelt wird.

Prinzip 19: Auf der Leiterplatte sollten die Filter-, Schutz- und Isolationskomponenten der Schnittstellenschaltung nah an der Schnittstelle platziert werden.

Grund: Es kann effektiv die Auswirkungen von Schutz, Filterung und Isolierung erreichen.

Prinzip 20: Wenn es sowohl einen Filter als auch einen Schutzkreis an der Schnittstelle gibt, sollte das Prinzip des ersten Schutzes und der anschließenden Filterung befolgt werden.

Grund: Die Schutzschaltung wird zur externen Überspannungs- und Überstromunterdrückung verwendet. Wenn der Schutzkreis nach dem Filterkreis platziert wird, wird der Filterkreis durch Überspannung und Überstrom beschädigt.