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I. Introducción
Los métodos para inhibir la interferencia en el tablero de PCB son:
1. reducir el área del bucle de señal de modo diferencial.
2. reducir el retorno del ruido de alta frecuencia (filtrado, aislamiento y coincidencia).
3. reducir el voltaje del modo común (diseño de tierra). 30 principios del diseño EMC de PCB de alta velocidad
2. Resumen de los principios de diseño de los PCB
Principio 1: la frecuencia del reloj de PCB supera el 5mhz o el tiempo de subida de la señal es inferior a 5ns, por lo general se necesita un diseño de placa multicapa.
Razón: con un diseño de placa multicapa, se puede controlar bien el área del Circuito de señal.
Principio 2: para los paneles multicapa, las capas clave de cableado (reloj, autobús, línea de señal de interfaz, línea de radiofrecuencia, línea de señal de reinicio, línea de señal de selección de chips y varias líneas de señal de control, etc.) deben ser adyacentes al plano de tierra completo. Es mejor estar entre dos planos de tierra.
Razón: las líneas de señal clave son generalmente líneas de señal de radiación fuerte o extremadamente sensibles. El cableado cerca del plano de tierra puede reducir el área del Circuito de señal, reducir la intensidad de la radiación o mejorar la capacidad anti - interferencia.
Principio 3: para las placas de una sola planta, ambos lados de las líneas de señal clave deben cubrir el suelo.
Razón: ambos lados de la señal clave están cubiertos por el suelo, lo que puede reducir el área del bucle de señal por un lado y evitar conversaciones cruzadas entre la línea de señal y otras líneas de señal por el otro.
Principio 4: en el caso de las placas de doble capa, se colocará una gran superficie del suelo en el plano de proyección de la línea de señal clave o será la misma que la de un solo panel.
Razón: igual que la señal clave de la placa multicapa cerca del plano de tierra.
Principio 5: en los paneles multicapa, el plano de la fuente de alimentación debe retroceder 5H - 20h con respecto a su plano de tierra adyacente (h es la distancia entre la fuente de alimentación y el plano de tierra).
Causa: la depresión del plano de la fuente de alimentación en relación con su plano de retorno al suelo puede inhibir eficazmente el problema de la radiación marginal.
Principio 6: el plano de proyección de la capa de cableado debe estar en el área de la capa del plano de retorno.
Causa: si la capa de cableado no está dentro del área de proyección de la capa del plano de retorno, causará problemas de radiación marginal y aumentará el área del bucle de señal, lo que dará lugar a un aumento de la radiación de modo diferencial.
Principio 7: en las placas multicapa, la parte superior e inferior de la placa única no deben tener líneas de señal mayores de 50 MHz en la medida de lo posible.
Razón: es mejor caminar señales de alta frecuencia entre dos capas planas para inhibir su radiación al espacio.
Principio 8: para las placas individuales con una frecuencia de trabajo superior a 50 MHz en la etapa de una sola placa, si la segunda capa y la penúltima capa son capas de cableado, las capas Top y boottom deben cubrir la lámina de cobre de tierra.
Razón: es mejor caminar señales de alta frecuencia entre dos capas planas para inhibir su radiación al espacio.
Principio 9: en las placas multicapa, el plano principal de alimentación de trabajo de la placa única (el plano de alimentación más utilizado) debe estar muy cerca de su plano de tierra.
Razón: los planos de alimentación adyacentes y los planos de tierra pueden reducir efectivamente el área de circuito del Circuito de alimentación.
Principio 10: en una sola placa, debe haber un cable de tierra cerca del cable de alimentación y paralelo al cable de alimentación.
Razón: se reduce el área del Circuito de corriente de la fuente de alimentación.
Principio 11: en el tablero de doble capa, debe haber un cable de tierra cerca del cable de alimentación y paralelo al cable de alimentación.
Razón: se reduce el área del Circuito de corriente de la fuente de alimentación.
Principio 12: en el diseño jerárquico, trate de evitar las capas de cableado adyacentes. Si las capas de cableado son inevitablemente adyacentes entre sí, se debe aumentar adecuadamente el espaciamiento de las capas entre las dos capas de cableado y se debe reducir el espaciamiento de las capas entre las capas de cableado y sus circuitos de señal.
Causa: los rastros de señal paralelos en las capas de cableado adyacentes pueden causar conversación cruzada de señal.
Principio 13: las capas planas adyacentes deben evitar la superposición de sus planos de proyección.
Causa: cuando las proyecciones se superponen, los condensadores de acoplamiento entre capas hacen que el ruido entre las capas se acople entre sí.
Principio 14: al diseñar el diseño de los pcb, se debe respetar plenamente el principio de diseño de colocar en línea recta a lo largo del flujo de la señal y tratar de evitar el ciclo de ida y vuelta.
Razón: evitar el acoplamiento directo de la señal y afectar la calidad de la señal.
Principio 15: cuando se colocan varios circuitos modulares en el mismo pcb, los circuitos digitales y analógicos, así como los circuitos de alta y baja velocidad, deben colocarse por separado.
Razón: evitar la interferencia mutua entre circuitos digitales, circuitos analógicos, circuitos de alta velocidad y circuitos de baja velocidad.
Principio 16: cuando hay circuitos altos, medianos y bajos en la placa de circuito al mismo tiempo, siga los circuitos de alta y media velocidad y manténgase alejado de la interfaz.
Causa: evitar la radiación del ruido del Circuito de alta frecuencia al exterior a través de la interfaz.
Principio 17: los condensadores de almacenamiento de energía y filtro de alta frecuencia deben colocarse cerca de circuitos o equipos de unidades con grandes cambios de corriente (como módulos de alimentación: terminales de entrada y salida, ventiladores y relés).
Razón: la presencia de condensadores de almacenamiento de energía puede reducir el área del Circuito del Circuito de alta corriente.
Principio 18: el circuito de filtro del puerto de entrada de energía de la placa de circuito debe colocarse cerca de la interfaz.
Razón: para evitar reconectar líneas filtradas.
Principio 19: en el pcb, los componentes de filtrado, protección y aislamiento del Circuito de interfaz deben colocarse cerca de la interfaz.
Razón: puede lograr eficazmente el efecto de protección, filtración y aislamiento.
Principio 20: si hay un filtro y un circuito de protección al mismo tiempo en la interfaz, se debe seguir el principio de protección primero y luego filtrado.
Causa: el circuito de protección se utiliza para inhibir la Sobretensión externa y la sobrecorriente. Si el circuito de protección se coloca detrás del Circuito de filtro, el circuito de filtro se dañará debido a la Sobretensión y la sobrecorriente.
Principio 21: al diseñar, asegúrese de que las líneas de entrada y salida del Circuito de filtro (filtro), el circuito de aislamiento y protección no estén acopladas entre sí.
Causa: cuando los rastros de entrada y salida de los circuitos anteriores están acoplados entre sí, el efecto de filtrado, aislamiento o protección se debilita.
Principio 22: si se diseña una interfaz de "suelo limpio" en la placa, los componentes de filtrado y aislamiento deben colocarse en una zona de aislamiento entre el "suelo limpio" y el suelo de trabajo.
Causa: evitar el acoplamiento entre dispositivos de filtrado o aislamiento a través de capas planas, debilitando así el efecto.
Principio 23: en "suelo limpio", no se colocarán dispositivos distintos de los dispositivos de filtración y protección.
Razón: el diseño de "suelo limpio" tiene como objetivo garantizar que la radiación de la interfaz sea mínima y que "suelo limpio" pueda acoplarse fácilmente a interferencias externas, por lo que no debe haber otros circuitos y equipos no relacionados en "lugares limpios".
Principio 24: mantenga los equipos de radiación fuerte, como cristales, osciladores de cristal, relés y fuentes de alimentación de conmutación, alejados de los conectores de interfaz de placa durante al menos 1000 milímetros.
Causa: la interferencia irradiará directamente, o la corriente se acoplará al cable de salida para irradiar hacia afuera.
Principio 25: los circuitos o dispositivos sensibles (como los circuitos de reinicio, los circuitos watchdog, etc.) deben estar al menos a 1000 milímetros de cada borde de la placa, especialmente el borde de la interfaz de la placa.
Causa: los lugares similares a las interfaces de una sola placa son los más vulnerables al acoplamiento de interferencias externas (como la electricidad estática), mientras que los circuitos sensibles como los circuitos de reinicio y los circuitos de perro guardián pueden conducir fácilmente a un mal funcionamiento del sistema.
Principio 26: los condensadores de filtro filtrados por IC deben estar lo más cerca posible del pin de alimentación del chip.
Razón: cuanto más cerca esté el capacitor del pin, menor será el área del Circuito de alta frecuencia y menor será la radiación.
Principio 27: para las resistencias de emparejamiento en serie del extremo inicial, deben colocarse cerca de su extremo de salida de señal.
Razón: la resistencia de emparejamiento en serie del extremo inicial está diseñada para agregar la resistencia de salida del extremo de salida del CHIP y la resistencia de la resistencia en serie a la resistencia característica del rastro. La resistencia de emparejamiento se coloca al final y no puede cumplir con la ecuación anterior.
Principio 28: los rastros de PCB no pueden tener rastros de ángulo recto o agudo.
Causa: el cableado en ángulo recto provoca una resistencia discontinua, lo que provoca la transmisión de la señal, provoca un timbre o un exceso de impulso, y una fuerte radiación emi.
Principio 29: evitar en la medida de lo posible la colocación de capas en las capas de cableado adyacentes. 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 mils de longitud.
Razón: para reducir las conversaciones cruzadas entre trazas paralelas.
Principio 30: si la placa de circuito tiene una capa interna de cableado de señal, las líneas de señal clave como el reloj deben colocarse en la capa interior (capa de cableado preferida).
Razón: el despliegue de señales clave en la capa de cableado interno puede desempeñar un papel de blindaje.
