Tecnología de PCB - Diseño EMC de PCB de alta velocidad 47

Corriente de modo diferencial y corriente de modo común:

Generación de radiación: la corriente eléctrica genera radiación, no tensión. La electricidad estática genera campo electrostático. La corriente constante genera campo magnético. La corriente variable en el tiempo genera campo eléctrico y campo magnético. Hay corriente de modo común y corriente de modo diferencial en cualquier circuito. Una señal de modo diferencial lleva datos o señales útiles. La señal de modo común es el efecto negativo del modo diferencial.

Corriente de modo diferencial: igual tamaño, dirección opuesta (fase). Debido a la distribución discontinua de la Capacitancia, Inductancia e Impedancia de la traza de la señal, as í como a la trayectoria de retorno de la señal que fluye a través de la trayectoria inesperada, la corriente de modo diferencial se convertirá en corriente de modo común.

Corriente de modo común: el tamaño no es necesariamente el mismo, the direction (phase) is the same. La interferencia externa del equipo es principalmente interferencia de modo común, Y también hay interferencia de modo diferencial, Sin embargo, la intensidad de la interferencia del modo común suele ser varios órdenes de magnitud mayor que la de la interferencia del modo diferencial.. La interferencia externa es principalmente interferencia de modo común. La interferencia de modo común por sí sola no suele causar daños al equipo, Pero si la interferencia de modo común se convierte en interferencia de modo diferencial, Esto será grave porque las señales útiles son señales de modo diferencial. El campo magnético de la corriente de modo diferencial se concentra principalmente en la región de bucle formada por la corriente de modo diferencial, Y fuera de la zona de bucle, Las líneas de fuerza magnética se cancelarán mutuamente; El campo magnético de la corriente de modo común está fuera de la región del bucle, Y el campo magnético generado por la corriente de modo común tiene la misma dirección. Muchos Diseño EMC de Placa de circuito impreso Seguir la teoría anterior.

Método de supresión de interferencias Placa de circuito impreso Board Sí.

Reducir el área del bucle de señal de modo diferencial

Reducir el retorno del ruido de alta frecuencia (filtrado, aislamiento y emparejamiento)

Reducción de la tensión del modo común (diseño de puesta a tierra)

Diseño de Placa de circuito impreso principles are summarized

Principle 1: Placa de circuito impreso Frecuencia de reloj superior a 5 MHz o tiempo de subida de la señal inferior a 5 NS, En general, se requiere un diseño multicapa. Razón: el área del bucle de señal se puede controlar bien mediante el diseño de placas multicapas.

Principio 2: en el caso de los paneles multicapas, la capa de cableado clave (línea de reloj, bus, línea de señal de interfaz, línea de radiofrecuencia, línea de señal de reinicio, línea de señal de selección de chips y la capa en la que se encuentran varias líneas de señal de control) debe estar adyacente a todo el plano de puesta a tierra. Preferiblemente entre dos planos de tierra. Causa: las líneas de señal clave son generalmente líneas de señal de alta radiación o muy sensibles. El cableado cerca del plano de puesta a tierra puede reducir el área del bucle de señal, reducir la intensidad de radiación o mejorar la capacidad anti - interferencia.

Principio 3: en el caso de las placas de una sola capa, el suelo debe cubrirse a ambos lados de las líneas de señal clave; Razón: ambos lados de la señal clave están cubiertos por el suelo. Por un lado, puede reducir el área del bucle de señal y prevenir la conversación cruzada entre la línea de señal y otras líneas de señal.

Principio 4: en el caso de las placas de doble capa, se colocará una gran superficie de suelo en el plano de proyección de la línea de señal clave o, como en el caso de los paneles individuales, se perforará el suelo. Razón: la misma señal clave que la placa multicapa cerca del plano de puesta a tierra

Principio 5: en una placa multicapa, el plano de alimentación se retraerá 5H - 20h (H es la distancia entre el plano de alimentación y el plano de puesta a tierra) con respecto a su plano de puesta a tierra adyacente. Causa: la depresión del plano de alimentación en relación con el plano de puesta a tierra de retorno puede suprimir eficazmente el problema de la radiación de borde.

Principio 6: el plano de proyección de la capa de cableado debe estar en el área de la capa de plano de retorno. Causa: si la capa de cableado no está en la región de proyección de la capa de plano de retorno, causará el problema de la radiación de borde y aumentará el área del bucle de señal, lo que dará lugar a un aumento de la radiación de modo diferencial.

Principio 7: en los multicapas, la capa superior e inferior de una sola placa no debe tener más de 50 MHz de líneas de señal en la medida de lo posible. Razón: es mejor mover la señal de alta frecuencia entre dos capas planas para suprimir su radiación al espacio.

Principio 8: en el caso de las chapas cuya frecuencia de funcionamiento a nivel de placa sea superior a 50 MHz, si la segunda capa y la penúltima son capas de cableado, la parte superior y la capa guía cubrirán la lámina de cobre de puesta a tierra. Razón: es mejor mover la señal de alta frecuencia entre dos capas planas para suprimir su radiación hacia el espacio.

Principio 9: en el caso de los paneles multicapa, el plano de la fuente de alimentación principal (el plano de la fuente de alimentación más ampliamente utilizado) de una sola placa debe estar cerca del plano de puesta a tierra. Razón: el plano de potencia adyacente y el plano de puesta a tierra pueden reducir eficazmente el área de bucle del Circuito de potencia.

Principio 10: en una placa de circuito de una sola capa, debe haber un cable de tierra cerca y paralelo al cable de alimentación. Razón: reducir el área del Circuito de corriente de alimentación.

Principio 11: en una placa de circuito de doble capa, debe haber un cable de tierra cerca y paralelo al cable de alimentación. Razón: reducir el área del Circuito de corriente de alimentación.

Principio 12: en el diseño de capas, trate de evitar la configuración adyacente de la capa de cableado. Si es inevitable que las capas de cableado sean adyacentes entre sí, el espaciamiento de las capas entre las dos capas de cableado debe aumentarse adecuadamente y el espaciamiento de las capas entre las capas de cableado y sus circuitos de señal debe reducirse. Causa: las trazas paralelas de la señal en las capas de cableado adyacentes pueden conducir a la conversación cruzada de la señal.

Principio 13: las capas planas adyacentes deben evitar la superposición de sus planos de proyección. Causa: cuando la proyección se superpone, la Capacitancia de acoplamiento entre las capas hará que el ruido entre las capas se acopla entre sí.

Principio 14: cuando el diseño Diseño de Placa de circuito impreso, Totalmente de acuerdo con el principio de diseño de la línea recta a lo largo de la dirección del flujo de señal, Trate de evitar bucles de ida y vuelta. Razón: evitar el acoplamiento directo de la señal y afectar la calidad de la señal.

Principio 15: cuando se coloquen varios circuitos modulares en el mismo Placa de circuito impreso, los circuitos digitales y analógicos, as í como los circuitos de alta y baja velocidad, se colocarán por separado. Causa: evitar la interferencia entre circuitos digitales, circuitos analógicos, circuitos de alta velocidad y circuitos de baja velocidad.

Principio 16: cuando existan circuitos de alta, media y baja velocidad en el tablero, siga los circuitos de alta y media velocidad y manténgase alejado de la interfaz. Razón: evitar que el ruido del Circuito de alta frecuencia irradia al exterior a través de la interfaz.

Principio 17: los condensadores de almacenamiento de energía y filtro de alta frecuencia deben estar cerca de los circuitos de la unidad o de los equipos con grandes variaciones de corriente (por ejemplo, módulos de potencia: terminales de entrada y salida, ventiladores y relés). Razón: la existencia de condensadores de almacenamiento de energía puede reducir el área de bucle del Circuito de alta corriente.

Principio 18: el circuito de filtrado del puerto de entrada de la fuente de alimentación de la placa de circuito debe estar cerca de la interfaz. Razón: evitar el acoplamiento del Circuito de filtro.

Principio 19: en los Placa de circuito impreso, los componentes de filtrado, protección y aislamiento de los circuitos de interfaz deben estar cerca de la interfaz. Razón: puede realizar eficazmente el efecto de protección, filtrado y aislamiento.

Principio 20: si hay un filtro y un circuito de protección en la interfaz, se debe seguir el principio de protección primero y luego filtrado. Causa: el circuito de protección se utiliza para suprimir la Sobretensión externa y la sobrecorriente. Si el circuito de protección se coloca detrás del Circuito de filtro, el circuito de filtro se dañará por Sobretensión y sobrecorriente.

Principio 21: en el proceso de diseño, asegúrese de que las líneas de entrada y salida de los circuitos de filtrado (filtros), aislamiento y protección no estén acopladas entre sí. Causa: el efecto de filtrado, aislamiento o protección se debilitará cuando los rastros de entrada y salida de los circuitos anteriores estén acoplados entre sí.

Principio 22: si se diseña una interfaz de "puesta a tierra limpia" a bordo, los componentes de filtrado y aislamiento se colocarán en una banda de separación entre el "punto a tierra limpio" y la puesta a tierra de trabajo. Razón: evitar el acoplamiento de filtros o dispositivos de aislamiento a través de capas planas puede debilitar el efecto.

Principio 23: en el "suelo limpio", no se colocarán otros dispositivos que no sean filtros y dispositivos de protección. Justificación: la "puesta a tierra limpia" está diseñada para garantizar una radiación mínima de la interfaz, una "puesta a tierra limpia", que puede acoplarse fácilmente a perturbaciones externas, por lo que no hay otros circuitos y equipos no relacionados con la "puesta a tierra limpia".

Principio 24: mantener una distancia mínima de 1000 mils entre los dispositivos de radiación de alta intensidad, como cristales, osciladores de cristal, relés y fuentes de alimentación de conmutación, y los conectores de interfaz de Placa de circuito impreso. Causa: la interferencia irradiará directamente o la corriente eléctrica se acoplará al cable de salida para irradiar hacia el exterior.

Principio 25: los circuitos o dispositivos sensibles (como los circuitos de reinicio, los circuitos de perro guardián, etc.) deben estar al menos a 1000 mils del borde de la placa de Circuito, especialmente el borde de la interfaz de la placa de circuito. Razón: los lugares similares a la interfaz de un solo tablero son los más susceptibles a perturbaciones externas (como la electricidad estática) acopladas. Circuitos sensibles como el circuito de reinicio y el circuito de perro guardián pueden conducir fácilmente al mal funcionamiento del sistema.

Principio 26: el condensador de filtro utilizado para el filtrado IC debe estar lo más cerca posible del pin de alimentación del chip. Razón: cuanto más cerca está el condensador del pin, menor es el área del bucle de alta frecuencia, menor es la radiación.

Principio 27: para la resistencia de emparejamiento de la serie inicial, debe colocarse cerca de su salida de señal. Razón: la resistencia de emparejamiento de la serie inicial está diseñada para añadir la Impedancia de salida de la salida del CHIP y la Impedancia de la resistencia de la serie a la impedancia característica del rastro. La resistencia de emparejamiento se encuentra en el extremo y no puede satisfacer la ecuación anterior.

Principio 28:Placa de circuito impreso Las trayectorias no deben tener ángulos rectos o agudos. Razón: el cableado en ángulo recto causa discontinuidad de impedancia, Esto conduce a la transmisión de señales, Causa zumbido o sobreimpulso y fuerte radiación EMI.

Principio 29: evite la configuración de la capa de la capa de cableado adyacente en la medida de lo posible. Cuando sea inevitable, trate de hacer que los rastros en las dos capas de cableado sean perpendiculares entre sí o paralelos a menos de 1000 milímetros. Causa: reducir la conversación cruzada entre trayectorias paralelas.

Principio 30: si el tablero tiene una capa interna de cableado de señales, las líneas de señal clave, como el reloj, deben colocarse en la capa interna (capa de cableado preferida). Razón: el despliegue de señales clave en la capa de cableado interno puede desempeñar un papel de blindaje.

Principio 31: se recomienda cubrir los cables de tierra a ambos lados de la línea de reloj. El cable de tierra se pondrá a tierra cada 3000 mils. Razón: asegúrese de que todos los puntos en el cable de tierra encapsulado tienen el mismo potencial.

Principio 32: los rastros de señales clave, como relojes, autobuses, líneas de radiofrecuencia, y otros rastros paralelos en la misma capa se ajustarán al principio 3W. Razón: evite la conversación cruzada entre señales.

Principio 33: las almohadillas para la instalación de fusibles, cuentas magnéticas, inductores y condensadores de tantalio en la superficie de una fuente de alimentación con corriente 1A no serán inferiores a dos orificios conectados a la capa plana. Causa: disminución de la impedancia equivalente del orificio.

Principio 34: las líneas de señal diferencial deben estar en la misma capa, tener la misma longitud y funcionar en paralelo, mantener la impedancia uniforme, y no debe haber otro cableado entre las líneas de diferencia. Causa: asegurar que la Impedancia de modo común del par diferencial sea igual para mejorar su capacidad anti - interferencia.

Principio 35: la traza de la señal clave no debe ser rastreada a través de la zona (incluyendo el aclaramiento del plano de referencia causado por los agujeros y almohadillas). Razón: el cableado a través del mamparo aumenta el área del bucle de señal.

Principio 36: cuando la línea de señal no puede ser dividida a través de su plano de retorno, se recomienda utilizar el método del condensador de puente cerca de la División de la señal. El valor del condensador es 1nf. Razón: el área del bucle suele aumentar cuando se divide el lapso de señal. El modo de puente y puesta a tierra se establece manualmente en el bucle de señal.

Principio 37: no hay trazas de señal no correlacionadas bajo el filtro (circuito de filtro) en el tablero. Razón: la Capacitancia distribuida puede debilitar el efecto de filtrado del filtro.

Principio 38: las líneas de señal de entrada y salida del filtro (circuito de filtro) no pueden ser paralelas ni cruzadas. Razón: evitar el acoplamiento directo del ruido entre las trayectorias antes y después del filtrado.

Principio 39: la distancia entre la línea de señal clave y el borde del plano de referencia es de - 3h (H es la altura entre la línea y el plano de referencia). Causa: supresión del efecto de radiación marginal.

Principio 40: en el caso de los componentes de puesta a tierra de la carcasa metálica, el cobre de puesta a tierra se colocará en la parte superior de la zona de proyección. Causa: la Capacitancia distribuida entre la carcasa metálica y el cobre de puesta a tierra se utiliza para suprimir la radiación externa y mejorar la inmunidad.

Principio 41. MonocapaJunta Directiva O doble capa Junta Directiva, Diseño de "minimizar el área del bucle" en el cableado. Razón: menor área de bucle, Menor radiación externa del bucle, Mayor capacidad anti - interferencia.

Principio 42: cuando se cambie la capa de la línea de señal (especialmente la línea de señal clave), se diseñará un orificio de puesta a tierra cerca del orificio de cambio de la capa. Causa: puede reducir el área del bucle de señal.

Principio 43: líneas de reloj, autobuses, líneas de radiofrecuencia, etc.: mantener las líneas de señal fuertemente radiadas lejos de las interfaces y líneas de señal de salida. Razón: evite la interferencia de la línea de señal de radiación fuerte acoplada a la línea de señal de salida y irradiada hacia el exterior.

Principio 44: mantener las líneas de señal sensibles, como las líneas de señal de reinicio, las líneas de señal de selección de chips y las señales de control del sistema alejadas de las líneas de señal de salida de la interfaz. Causa: la interfaz de salida de la línea de señal a menudo causa interferencia externa, cuando se acopla a la línea de señal sensible, puede conducir a la falla del sistema.

Principio 45: en los paneles individuales y dobles, el cableado del condensador de filtro se filtrará primero por el condensador de filtro y luego se conectará al pin del dispositivo. Razón: el voltaje de la fuente de alimentación se filtra antes de alimentar el CI, y el ruido de retroalimentación del CI a la fuente de alimentación también se filtra por el condensador.

Principio 46: en una o dos placas, si el cable de alimentación es largo, se a ñadirá un condensador de desacoplamiento al suelo cada 3000mil, y el valor del condensador será de 10uf + 1000pf. Razón: filtrar el ruido de alta frecuencia de la línea de alimentación.

Principio 47: el cable de tierra y el cable de alimentación del condensador filtrante deben ser lo más cortos posible. Causa: la Inductancia de serie equivalente puede reducir la frecuencia de resonancia del condensador y debilitar su efecto de filtrado de alta frecuencia.