Technologie PCB - Compatibilité électromagnétique du processus de conception de la carte

Pour les fabricants de PCB, la conception de la compatibilité électromagnétique est certainement un point central dans le processus de conception de la carte. Cet article abordera comment améliorer la compatibilité électromagnétique de deux façons.

1. Introduction

De nombreux problèmes de fiabilité et de stabilité de l'électronique sont causés par des échecs dans la conception de la compatibilité électromagnétique. Les problèmes courants incluent la distorsion du signal, le bruit excessif du signal, le signal instable au travail, le crash du système, la vulnérabilité du système aux interférences environnementales, la mauvaise capacité anti - interférence. La conception de la compatibilité électromagnétique est une technologie très complexe, de la conception à la connaissance de l'électromagnétisme, etc. cet article traite de quelques conseils empiriques sur la conception des couches et la disposition des couches, entre autres, pour fournir aux ingénieurs en électronique quelques références.

Deuxièmement, la configuration du nombre de couches

Le nombre de couches de la carte PCB comprend principalement la couche d'alimentation, la couche de mise à la terre et la couche de signal, le nombre de couches étant la somme du nombre de couches par couche. Dans le processus de conception, la première étape est la coordination et la classification de toutes les sources et du sol, ainsi que des différents signaux, et le déploiement et la conception sur la base de la classification. En général, différentes sources d'alimentation doivent être divisées en différentes couches et différentes mises à la terre doivent avoir un plan de masse correspondant. Divers signaux spéciaux, tels que les signaux d'horloge et de fréquence élevés, doivent être conçus individuellement et un plan de masse supplémentaire est nécessaire pour masquer les signaux spéciaux afin d'améliorer la compatibilité électromagnétique. Lorsque le coût est également l'un des facteurs à prendre en compte, un équilibre doit être trouvé entre la compatibilité électromagnétique du système et le coût lors de la conception.

La première considération dans la conception de la couche d'alimentation est le type et la quantité d'alimentation. S'il n'y a qu'une seule source d'alimentation, vous pouvez envisager d'utiliser une seule couche d'alimentation. Dans le cas d'exigences de puissance élevées, il peut également y avoir plusieurs couches de puissance pour alimenter les appareils des différentes couches. S'il y a plusieurs sources d'alimentation, vous pouvez envisager de concevoir plusieurs couches d'alimentation ou de diviser différentes sources d'alimentation sur la même couche d'alimentation. La Division suppose qu'il n'y ait pas de croisement entre les sources d'alimentation. S'il y a un croisement, vous devez concevoir plusieurs couches d'alimentation.

La conception du nombre de couches de signal doit tenir compte des caractéristiques de tous les signaux. La stratification et le blindage des signaux spéciaux sont une priorité. Normalement, il est d'abord conçu avec un logiciel de conception, puis modifié en fonction des détails spécifiques. La densité du signal et l'intégrité du signal spécial doivent être des questions qui doivent être prises en compte dans la conception de la couche. Pour les informations spéciales, la couche de terre doit être conçue comme un blindage si nécessaire.

Dans des circonstances normales, il n'est pas recommandé de concevoir des panneaux simples ou doubles à moins que le coût ne soit purement pris en compte. Bien que les cartes simples et doubles soient simples à manipuler et rentables, dans le cas de densités de signaux élevées et de structures de signaux complexes, telles que les circuits numériques à grande vitesse ou les circuits hybrides analogiques - numériques, les cartes simples n'ont pas de couche de terre de référence dédiée, ce qui augmente la surface de boucle et le rayonnement. La capacité anti - interférence du système a également diminué en raison du manque de blindage efficace.

Troisièmement, la conception de la mise en page de la couche PCB

Après avoir déterminé les signaux et les couches, la disposition de chaque couche nécessite également une conception scientifique. Conception de carte PCB la conception de la disposition de la couche intermédiaire suit les principes suivants:

(1) placez le plan d'alimentation adjacent au plan de masse correspondant. Le but de cette conception est de former un condensateur de couplage et de travailler avec un condensateur de découplage sur le PCB pour réduire l'impédance du plan de puissance tout en obtenant un effet de filtrage plus large.

(2) Le choix de la couche de référence est très important. En théorie, la couche de puissance et le plan de base peuvent servir de couche de référence, mais la couche de terre peut généralement être mise à la terre, de sorte que l'effet de blindage est bien meilleur que la couche de puissance, de sorte que la couche de terre est généralement préférée comme plan de référence.

(3) Les signaux critiques de deux couches adjacentes ne peuvent pas traverser la partition. Dans le cas contraire, une boucle de signal plus grande sera formée, ce qui entraînera un rayonnement et un couplage plus forts.

(4) pour maintenir l'intégrité du plan de masse, il n'est pas possible de câbler le plan de masse. Si la densité de lignes de signal est trop importante, vous pouvez envisager de câbler sur les bords du plan d'alimentation.

(5) Concevez la couche de terre sous les signaux clés tels que le signal à grande vitesse, le signal de test, le signal à haute fréquence, de sorte que le chemin de la boucle de signal est le plus court et le rayonnement le plus faible.

(6) lors de la conception de circuits à grande vitesse, il faut tenir compte de la façon dont le rayonnement de l'alimentation et les interférences avec l'ensemble du système sont traités. En général, la surface du plan d'alimentation doit être inférieure à la surface du plan de masse afin que le plan de masse puisse masquer l'alimentation. Typiquement, le plan d'alimentation nécessite 2 fois l'épaisseur du support d'indentation par rapport au plan de masse. Si vous voulez réduire l'empreinte de la couche de puissance, l'épaisseur du support doit être aussi faible que possible.

Principes généraux à suivre pour la conception de Layout PCB multicouche:

(1) le plan d’alimentation doit être situé à proximité du plan de masse et conçu sous celui - ci.

(2) la couche de câblage doit être conçue pour être adjacente au plan métallique entier.

(3) Les signaux numériques et analogiques doivent être conçus pour être isolés. Tout d'abord, évitez que les signaux numériques et analogiques soient sur la même couche. Si cela est inévitable, vous pouvez diviser le câblage de la zone à l'aide de signaux analogiques et numériques, et diviser la zone de signal analogique à l'aide de fentes. Isolé de la zone de signal numérique. Il en va de même pour les alimentations analogiques et numériques. En particulier, le rayonnement de l'alimentation numérique est très important et doit donc être isolé et blindé.

(4) Les lignes d'impression de la couche intermédiaire forment un guide d'onde plan, tandis que les lignes microruban sont formées dans la couche superficielle. Les caractéristiques de transmission des deux sont différentes.

(5) les circuits d'horloge et les circuits haute fréquence sont les principales sources d'interférence et de rayonnement. Ils doivent être disposés séparément et à distance des circuits sensibles.

(6) Les courants parasites et les courants rayonnants à haute fréquence contenus dans les différentes couches sont différents et ne peuvent pas être traités de la même manière lors du câblage.

Grâce à la conception en couches et à la disposition en couches, la compatibilité électromagnétique du PCB peut être grandement améliorée.

La conception du nombre de couches considère principalement la couche de puissance et la couche de terre, les signaux haute fréquence, les signaux spéciaux et les signaux sensibles.

La disposition hiérarchique considère principalement les différents couplages, la mise à la terre et la disposition des lignes d'alimentation, la disposition des signaux d'horloge et à grande vitesse, la disposition des signaux analogiques et des informations numériques.