Fabricación de PCB de precisión, PCB de alta frecuencia, PCB multicapa y montaje de PCB.
Es la fábrica de servicios personalizados más confiable de PCB y PCBA.
An image plane is a layer of copper conductors (or other conductors) that is located inside a printed circuit board (Placa de circuito impreso). Puede ser un plano de tensión, O plano de referencia 0v adyacente a la capa de cableado de circuitos o señales. Decenio de 1990, El concepto de plano de imagen se utiLitioza ampliamente, Ahora es el término apropiado para las normas de la industria. Este artículo explicará las definiciones, Principio y diseño del plano de imagen.
Definición del plano de imagen
La corriente RF debe volver a la fuente actual a través de una ruta previamente definida u otra ruta; En resumen, la ruta de retorno es un plano de imagen. El plano de imagen puede ser un espejo (espejo) del cableado original, u otra ruta cercana, es decir, crosstalk; El plano de imagen puede ser un plano de potencia, un plano de tierra o un espacio libre (espacio libre). Espacio). La corriente RF se acoplará a cualquier línea de transmisión en forma de Capacitancia o Inductancia, siempre que la Impedancia de la línea de transmisión sea inferior a la Impedancia de la trayectoria previamente definida. Sin embargo, para cumplir con los estándares EMC, debe evitar utilizar el espacio libre como ruta de retorno.
Aunque sea unilateral Placa de circuito impreso Puede reducir costos, Esta estructura simple puede no cumplir con los estándares EMC. La mayoría de las capas 2 o 4 Placa de circuito impresoTiene una integridad de señal relativamente alta, puede pasar la prueba EMC. The high-density (multi-layer board) Placa de circuito impreso La pila puede proporcionar supresión de radiofrecuencia de 6DB a 8db por par de planos de imagen, Esto se debe al efecto de eliminar el flujo magnético. Hay una regla simple para determinar cuándo usar multicapas: cuando la frecuencia supera los 5 MHz, O el tiempo de subida es más rápido que 5ns, Debe utilizar multicapa.
Definición de Inductancia
Tanto la traza como el plano de cobre tienen un número limitado de inductancias. Cuando el voltaje se aplica a la traza o línea de transmisión, estos inductores prohíben la generación de corriente, por lo que los dos cables se convierten en radiación de modo común desequilibrada y el flujo magnético no puede reducirse. Hay tres tipos diferentes de Inductancia en la estructura de la placa de circuito:
.Inductancia parcialInductancia presente en un cable o Placa de circuito impreso Encontrar.
Autoinductancia: la Inductancia de un cable, no de un cable infinito.
Inductancia de sección común: el efecto de una Sección de Inductancia en la segunda sección de Inductancia.
La Inductancia es la más difícil de medir en comparación con la Capacitancia y la resistencia. La Inductancia representa las características dinámicas del Circuito de corriente cerrada. La Inductancia es la relación entre el flujo de circuito cerrado y la corriente que produce el flujo. Su expresión matemática es: lij = isla ¨ij / Li, 206e¨ es el flujo magnético, I es la corriente en el bucle. En el bucle cerrado, el valor de Inductancia depende de la forma y el tamaño del bucle. Al diseñar Placa de circuito impreso, los ingenieros a menudo ignoran la Inductancia del rastro. La Inductancia siempre está relacionada con el circuito cerrado. El efecto de Inductancia del circuito cerrado se puede describir por el efecto de Inductancia parcial y el efecto de Inductancia parcial común.
Inductancia parcial
Inductancia interna del conductor, producida por el flujo magnético dentro del conductor. La suma de las inductancias parciales de un circuito cerrado es igual a la suma de las inductancias parciales de cada parte, es decir. Y Li de cada Parte es igual a la isla I / Li, donde 1 I representa el flujo magnético acoplado al bucle en la parte I, I es la cantidad de corriente en la parte I, y Li es la Inductancia parcial. Por lo tanto, diferentes circuitos tendrán diferentes valores de Inductancia parcial. Nos centramos en el valor de Inductancia parcial, no en el valor total de Inductancia de la trayectoria. Además, se pueden utilizar inductores parciales para derivar inductores parciales comunes.
Inductancia parcial común
El principal factor que permite que el plano de imagen elimine el flujo magnético proviene de la "Inductancia de la parte común". Después de la eliminación del flujo magnético, las líneas de fuerza magnética se pueden conectar y se puede encontrar la mejor ruta de retorno de la corriente RF. Una parte de la Inductancia en sí es la Inductancia de una parte particular del Circuito, independientemente de otras partes del circuito. La figura 1 muestra parte de su propia Inductancia. La corriente en el bucle de seguimiento es I y LP es la Inductancia parcial de la Sección de seguimiento. Supongamos que la trayectoria se extiende de un extremo finito al otro extremo del infinito.
En teoría, aunque una parte de su Inductancia no tiene nada que ver con los cables adyacentes, de hecho, los cables adyacentes más pequeños pueden cambiar parte de la Inductancia de los demás. Esto se debe a que un cable interactuará con otros cables, por lo que la distribución de la corriente a lo largo de toda la longitud del cable ya no es uniforme. Esto es especialmente cierto cuando la relación entre la distancia y el radio entre los dos cables es inferior a 5: 1.
Figura 1: parte de su propia Inductancia
Entre los dos cables habrá una Inductancia parcial común. La Inductancia parcial común MP se basa en el cableado paralelo o en el espaciamiento entre segmentos de alambre. MP es la relación entre "el flujo magnético generado por la corriente en el primer cable (que llega a través del segundo cable) y" la corriente generada por el primer cable ". La figura 2 muestra una Inductancia parcial común. Su circuito equivalente se muestra en la figura 3. La expresión matemática del circuito es la siguiente:
Figura 2: Inductancia parcial común
Figura 3: Inductancia parcial común entre dos cables
Ahora, utilizando el concepto de Inductancia parcial común, se considera la transmisión de una señal, como una señal de frecuencia, en un circuito de la figura 3. V1 está en la ruta de la señal y V2 en la ruta de retorno de la corriente RF. Supongamos que estos dos cables forman la ruta de la señal y su ruta de retorno, por lo que I1 = I e I2 = - I. Si no hay Inductancia parcial común, los dos cables no pueden acoplarse entre sí, el circuito no funcionará correctamente, no puede formar un circuito cerrado. La caída de tensión en la figura 3 se convertirá en:
De la fórmula anterior se desprende que la parte común de la Inductancia (MP) debe aumentarse para reducir la caída de tensión.
La forma más simple de aumentar la parte común de la Inductancia es hacer que la trayectoria de la corriente de retorno RF se acerque lo más posible a la trayectoria de la señal. El mejor método de diseño es utilizar el plano de retorno RF cerca de la trayectoria de la señal. La distancia entre ellos debe ser lo más pequeña posible.
Parte de la Inductancia siempre está presente en el cable, que es el mismo que el valor predeterminado. Por lo tanto, es equivalente a una antena con una frecuencia de resonancia específica. La "Inductancia parcial común" puede reducir el efecto de la "Inductancia parcial". Al acortar la distancia entre dos cables, se puede reducir la Inductancia de un solo componente, lo que puede cumplir los requisitos de la norma de compatibilidad EMI.
Para maximizar la influencia de la parte común de la Inductancia, la corriente en los dos cables debe ser la misma, pero en la dirección opuesta. Esta es la razón por la que los planos de imagen (o líneas de tierra) son tan eficaces. Hay inductancias comunes entre dos cables paralelos que varían en función de la distancia y longitud de los dos cables (ver especificación del cable). Cuando la distancia y la longitud de los dos cables paralelos son mínimas, la Inductancia de la parte común es la más alta.
¿Si se utilizan materiales dieléctricos para separar la fuente de alimentación del plano de puesta a tierra, qué papel desempeñará la "Inductancia parcial común"? Del mismo modo, mientras la distancia entre los dos planos sea pequeña, la Inductancia de la parte común será mayor. En este punto, la corriente de señal RF medida en el plano de Potencia debe ser cero.
Debido a que es compensado por una corriente de retorno RF del mismo tamaño y en la dirección opuesta.
Además, cabe señalar que si el valor de Inductancia de la parte común entre los dos cables disminuye, no sólo se reducirá el efecto del plano de imagen, sino que también aumentará el valor de Capacitancia entre los dos planos.
