Tecnología de PCB - Compatibilidad electromagnética del proceso de diseño de la placa de circuito

Para los fabricantes de pcb, el diseño de compatibilidad electromagnética es definitivamente un foco en el proceso de diseño de la placa de circuito. Este artículo discutirá cómo mejorar la compatibilidad electromagnética desde dos aspectos.

1. Introducción

Muchos de los problemas de fiabilidad y estabilidad de los productos electrónicos son causados por el fracaso del diseño de compatibilidad electromagnética. Los problemas comunes incluyen distorsión de la señal, ruido excesivo de la señal, inestabilidad de la señal durante el trabajo, colapso del sistema, vulnerabilidad del sistema a la interferencia ambiental y mala capacidad anti - interferencia. El diseño de compatibilidad electromagnética es una tecnología muy compleja, desde el diseño hasta el electromagnetismo. este artículo discute algunas habilidades empíricas desde el diseño de capas y el diseño de capas, proporcionando algunas referencias para ingenieros electrónicos.

En segundo lugar, la configuración del número de capas

El número de capas de la placa de PCB incluye principalmente la capa de alimentación, la capa de puesta a tierra y la capa de señal, y el número de capas es la suma del número de capas por capa. En el proceso de diseño, el primer paso es coordinar y clasificar todas las fuentes y el suelo, así como las diversas señales, y desplegar y diseñar sobre la base de la clasificación. En general, las diferentes fuentes de alimentación deben dividirse en diferentes capas, y las diferentes puesta a tierra deben tener el plano de puesta a tierra correspondiente. Diversas señales especiales, como las señales de reloj alto y frecuencia, deben diseñarse por separado y es necesario aumentar el plano de tierra para bloquear las señales especiales para mejorar la compatibilidad electromagnética. Cuando el costo también es uno de los factores a tener en cuenta, en el proceso de diseño se debe encontrar un equilibrio entre la compatibilidad electromagnética del sistema y el costo.

La primera consideración en el diseño de la capa de energía es el tipo y la cantidad de energía. Si solo hay una fuente de alimentación, se puede considerar el uso de una sola capa de alimentación. En el caso de los requisitos de alta potencia, también se pueden tener varias capas de potencia para suministrar energía a los equipos de diferentes capas. Si hay varias fuentes de alimentación, se puede considerar el diseño de varias capas de alimentación, o se pueden dividir diferentes fuentes de alimentación en la misma capa de alimentación. La premisa de la División es que no hay cruce entre las fuentes de alimentación. Si hay cruces, se deben diseñar varias capas de alimentación.

El diseño del número de capas de señal debe tener en cuenta las características de todas las señales. La estratificación y el blindaje de señales especiales son una prioridad. En circunstancias normales, primero se utiliza el software de diseño para el diseño y luego se modifica de acuerdo con los detalles específicos. La densidad de la señal y la integridad de la señal especial deben considerarse en el diseño de la capa. Para información especial, la formación de Contacto debe diseñarse como una capa de blindaje si es necesario.

En circunstancias normales, no se recomienda diseñar paneles individuales o dobles, a menos que se considere puramente el costo. Aunque el procesamiento de la placa única y la placa doble es simple y rentable, en situaciones de alta densidad de señal y estructura de señal compleja, como circuitos digitales de alta velocidad o circuitos mixtos analógicos y digitales, la placa única no tiene una formación de referencia especial, lo que hace que el área del anillo aumente y la radiación aumente. Debido a la falta de un blindaje efectivo, la capacidad anti - interferencia del sistema también ha disminuido.

En tercer lugar, el diseño de la capa de PCB

Después de determinar la señal y la capa, el diseño de cada capa también requiere un diseño científico. El diseño de la capa intermedia del diseño de la placa de circuito impreso sigue los siguientes principios:

(1) adyacente el plano de alimentación al plano de tierra correspondiente. El objetivo de este diseño es formar un capacitor de acoplamiento y trabajar con un capacitor de desacoplamiento en el PCB para reducir la resistencia del plano de potencia, al tiempo que se obtiene un efecto de filtrado más amplio.

(2) la elección de la capa de referencia es muy importante. En teoría, la capa de potencia y el plano inferior se pueden utilizar como capas de referencia, pero la formación de puesta a tierra generalmente se puede poner a tierra, por lo que el efecto de blindaje es mucho mejor que la capa de potencia, por lo que en general, se prefiere la formación de puesta a tierra como plano de referencia.

(3) las señales clave de las dos capas adyacentes no pueden cruzar la división. De lo contrario, se formará un circuito de señal más grande, lo que dará lugar a una radiación y acoplamiento más fuertes.

(4) para mantener la integridad del plano de tierra, es imposible cableado en el plano de tierra. Si la densidad del cable de señal es demasiado grande, se puede considerar cableado en el borde del plano de alimentación.

(5) diseñar la formación debajo de señales clave como señales de alta velocidad, señales de prueba y señales de alta frecuencia para que el camino del Circuito de señal sea el más corto y la radiación sea la más pequeña.

(6) en el proceso de diseño del Circuito de alta velocidad, se debe considerar cómo lidiar con la radiación de la fuente de alimentación y la interferencia con todo el sistema. En general, el área del plano de la fuente de alimentación debe ser menor que el área del plano de la tierra para que el plano de la tierra pueda proteger la fuente de alimentación. Por lo general, el plano de alimentación necesita el doble del espesor del medio de retracción que el plano de tierra. Si quieres reducir la indentación de la capa de potencia, el espesor del Medio debe ser lo más pequeño posible.

Principios generales que deben seguirse en el diseño de diseño de PCB de varias capas:

(1) el plano de alimentación debe estar cerca del plano de puesta a tierra y diseñado debajo del plano de puesta a tierra.

(2) la capa de cableado debe diseñarse para ser adyacente a todo el plano metálico.

(3) las señales digitales y analógicas deben diseñarse como aisladas. En primer lugar, evite que las señales digitales y analógicas estén en la misma capa. Si es inevitable, se pueden usar señales analógicas y digitales para dividir el cableado del área, y se pueden usar ranuras para dividir el área de señal analógica. Aislado del área de señal digital. Lo mismo ocurre con las fuentes de alimentación analógicas y digitales. En particular, la radiación de la fuente de alimentación digital es muy grande, por lo que debe aislarse y protegerse.

(4) la línea impresa de la capa intermedia forma una guía de onda plana, mientras que la línea de MICROSTRIP se forma en la superficie. Las características de transmisión de los dos son diferentes.

(5) los circuitos de reloj y los circuitos de alta frecuencia son las principales fuentes de interferencia y radiación. Deben estar dispuestos por separado y alejados de los circuitos sensibles.

(6) las corrientes dispersas y las corrientes de radiación de alta frecuencia contenidas en diferentes capas son diferentes y no se pueden tratar por igual al cableado.

A través del diseño jerárquico y el diseño jerárquico, la compatibilidad electromagnética de los PCB se puede mejorar considerablemente.

El diseño del número de capas considera principalmente la capa de potencia y la formación de tierra, la señal de alta frecuencia, la señal especial y la señal sensible.

El diseño jerárquico considera principalmente varios diseños de acoplamiento, puesta a tierra y líneas de alimentación, diseños de relojes y señales de alta velocidad, diseños de señales analógicas y de información digital.