Technologie PCBA - Les techniques de conception de PCB d'EMC sont détaillées en termes de superposition, de mise en page et de câblage, entre autres

En plus du choix des composants et de la conception du circuit, une bonne conception de carte de circuit imprimé (PCB) est également un facteur très important pour la compatibilité électromagnétique. La clé de la conception de la compatibilité électromagnétique des PCB est de réduire la zone de retour autant que possible, de sorte que le chemin de retour coule dans la direction de la conception. Les problèmes courants de reflux sont causés par des fissures dans le plan de référence, des décalages des couches du plan de référence et des signaux circulant à travers le connecteur. Le collage ou le découplage d'un condensateur peut résoudre certains problèmes, mais l'impédance globale du condensateur, des trous, des plots et du câblage doit être prise en compte. Cette Conférence présentera les techniques de conception de PCB d'EMC sous trois aspects: les stratégies de superposition de PCB, les techniques de mise en page et les règles de câblage.

Stratégie de stratification PCB

Dans la conception de la carte, l'épaisseur de la carte, le processus de perforation et le nombre de couches ne sont pas la clé pour résoudre le problème

M. une bonne stratification est la clé pour garantir le Bypass et le découplage du bus d'alimentation, la clé pour créer une tension transitoire sur la couche d'alimentation ou la couche de terre, et la clé pour protéger le signal du champ électromagnétique d'alimentation. En ce qui concerne le routage des signaux, une bonne stratégie de hiérarchisation consiste à placer tous les itinéraires de signaux dans une ou plusieurs couches immédiatement adjacentes à la couche d'alimentation ou à la couche de terre. Pour l'alimentation, une bonne stratégie de stratification devrait être que la couche d'alimentation soit adjacente à la couche de terre et que la distance entre la couche d'alimentation et la couche de terre soit aussi petite que possible. C’est ce que nous appelons une stratégie de « stratification ». Parlons un peu plus d'une bonne stratégie de superposition de PCB.

1. Le plan de projection de la couche de câblage doit être dans la zone de sa couche de plan de reflux. Si la couche de câblage n'est pas à l'intérieur de la zone de projection au sol de sa couche plane de reflux, il y aura des lignes de signal à l'extérieur de la zone de projection lors du câblage, ce qui entraîne des problèmes de "rayonnement de bord". De plus, elle entraîne une augmentation de la surface de boucle du signal, ce qui entraîne une augmentation du rayonnement de mode différentiel.

2. Essayez d'éviter les configurations de couche de câblage adjacentes. Étant donné que le routage parallèle des signaux sur les couches de câblage adjacentes entraîne une diaphonie des signaux, si les couches de câblage adjacentes ne peuvent pas être évitées, l'espacement entre les deux couches de câblage doit être élargi de manière appropriée et l'espacement entre les couches de câblage et leurs boucles de signal réduit.

3. Le chevauchement des plans de projection des couches planes adjacentes doit être évité. Car lorsque les projections se chevauchent, la capacité de couplage entre les couches va provoquer un couplage bruyant entre les couches.

Conception de panneau multicouche:

Lorsque la fréquence d'horloge est supérieure à 5 MHz ou lorsque le temps de montée du signal est inférieur à 5 NS, il est souvent nécessaire d'utiliser une conception multicouche pour permettre un bon contrôle de la zone de boucle du signal. Les principes suivants doivent être notés dans la conception des panneaux multicouches:

1. La couche de câblage critique (la couche où se trouvent le câble d'horloge, le câble de bus, le câble de signal d'interface, le câble RF, le câble de signal de Réinitialisation, le câble de signal de sélection de puce et divers câbles de signal de commande) doit être adjacente au plan de masse complet, de préférence entre les deux plans. Les lignes de signal critiques sont généralement des lignes de signal fortement rayonnantes ou extrêmement sensibles. Le câblage à proximité du plan de masse peut réduire la zone de boucle du signal, réduire l'intensité du rayonnement ou améliorer la résistance aux interférences.

En outre, le plan d'alimentation de travail principal monocarte (le plan d'alimentation largement utilisé) doit être adjacent à son plan de masse pour réduire efficacement la zone de boucle du courant d'alimentation.

3. Vérifiez la présence de câbles de signal de 50 MHz dans les couches supérieure et inférieure de la carte. Si tel est le cas, les signaux haute fréquence sont placés entre deux couches planes pour inhiber leur rayonnement vers l'espace.

Design simple et double plaque:

Pour les panneaux à une et deux couches, il convient de prêter attention à la conception des câbles de signaux clés et des câbles d'alimentation. Pour réduire la surface de la boucle de courant d'alimentation, le câble de mise à la terre doit être installé à proximité et parallèlement à l'alimentation.

Le « fil de terre de guidage» doit être placé de part et d'autre du câble de signalisation critique du panneau monocouche, comme indiqué à la figure 4. Il doit y avoir une grande surface de pose au sol sur le plan de projection de la ligne de signal critique du panneau à double couche ou la même méthode de traitement que celle utilisée pour les panneaux à simple couche, et une « ligne de sol guidée» doit être conçue. Un « câble de terre de protection » de part et d'autre d'une ligne de signal critique permet, d'une part, de réduire la zone de boucle de signal et, d'autre part, d'éviter la diaphonie entre la ligne de signal et les autres lignes de signal.

En général, la stratification de la carte PCB peut être conçue selon le tableau ci - dessous.

Conseils de mise en page PCB

La conception de la mise en page de PCB doit suivre complètement les principes de conception de placement en ligne droite le long du flux de signal et éviter les enroulements autant que possible. De cette façon, le couplage direct du signal peut être évité et la qualité du signal peut être affectée. En outre, afin d'éviter les interférences et le couplage entre les circuits et les composants électroniques, le placement des circuits et la disposition des éléments doivent respecter les principes suivants:

1.si l’interface « plancher propre» est conçue sur la planche, le filtre et le dispositif d’isolation doivent être placés sur une bande d’isolation entre le « plancher propre» et le sol de travail. Ceci évite que les moyens de filtration ou d'isolation ne soient couplés entre eux par une couche plane, ce qui affaiblit l'effet. En outre, aucun autre dispositif que des filtres et des protections ne doit être placé sur un « sol propre».

2.lorsque plusieurs circuits de module sont placés sur le même bloc de PCB, les circuits numériques et analogiques, les circuits à grande vitesse et les circuits à faible vitesse doivent être disposés séparément pour éviter les interférences mutuelles entre les circuits numériques, analogiques, à faible vitesse et à grande vitesse. De plus, lorsqu'il y a simultanément des circuits haute vitesse, moyenne vitesse et basse vitesse sur la carte, le principe de disposition de la figure 7 doit être suivi pour éviter que le bruit du circuit haute fréquence ne rayonne à travers l'interface.

3. Le circuit de filtrage de l'entrée d'alimentation de la carte doit être placé près de l'interface pour éviter le couplage du circuit de filtrage.

4. Le dispositif de filtrage, de protection et d'isolation du circuit d'interface est placé près de l'interface, comme le montre la figure 9, et peut réaliser efficacement l'effet de protection, de filtrage et d'isolation. Si l'interface dispose à la fois d'un circuit de filtrage et d'un circuit de protection, le principe de protection avant filtrage doit être suivi. Comme le circuit de protection est utilisé pour la suppression des surtensions et des surintensités externes, le circuit de filtrage peut être endommagé par les surtensions et les surintensités si le circuit de protection est placé derrière le circuit de filtrage. De plus, comme le couplage des lignes d'entrée et de sortie du circuit affaiblit les effets de filtrage, d'isolation ou de protection, l'agencement doit être tel que les lignes d'entrée et de sortie du circuit de filtrage (filtre), du circuit d'isolation et de protection ne soient pas couplées entre elles.

5. Circuits ou dispositifs sensibles (par exemple, circuits de Réinitialisation) à au moins 1000 mm des bords de la carte, en particulier les bords

Côté interface de la carte.

6.les condensateurs de stockage d’énergie et de filtrage haute fréquence doivent être placés à proximité des circuits ou des équipements de l’unité avec de grandes variations de courant (par exemple, les bornes d’entrée et de sortie des modules d’alimentation, des ventilateurs et des relais) afin de réduire la zone de boucle des circuits à courant élevé.

7. Les filtres doivent être placés côte à côte pour éviter que le circuit de filtrage ne soit à nouveau perturbé.

8. Les appareils à rayonnement intense, tels que les cristaux, les oscillateurs à cristaux, les relais et les alimentations à découpage, doivent être situés à au moins 1000 ml du connecteur d'interface de la carte. De cette façon, la perturbation peut rayonner directement vers l'extérieur ou le courant peut être couplé pour rayonner vers l'extérieur sur le câble de sortie.