Dati PCB - Progettazione di compatibilità elettromagnetica basata sulla scheda PCB

1. Introduzione a PCBPCB, il nome cinese è circuiti stampati, è un componente elettronico importante, un corpo di supporto per i componenti elettronici e un fornitore di connessioni elettriche per i componenti elettronici. Poiché è fatto utilizzando la stampa elettronica, è chiamato circuito stampato. L'inventore del circuito stampato fu l'austriaco Paul Eisler, che nel 1936 utilizzò il circuito stampato in un'unità radio. Nel 1943, gli americani usarono ampiamente la tecnologia nelle radio militari. Nel 1948, gli Stati Uniti hanno ufficialmente riconosciuto l'invenzione per uso commerciale. La tecnologia del circuito stampato è stata ampiamente adottata solo dalla metà degli anni Cinquanta. Prima dell'avvento dei circuiti stampati, l'interconnessione tra i componenti elettronici è stata raggiunta tramite il collegamento diretto dei fili. Ora, i pannelli di circuito esistono solo come strumenti sperimentali efficaci; I circuiti stampati sono arrivati a dominare l'industria elettronica. Classificazione in base al numero di strati di circuito: divisi in schede monofacciali, bifacciali e multistrato. Le schede multistrato comuni sono generalmente schede a 4 strati o schede a 6 strati, e schede multistrato complesse possono raggiungere più di dieci strati.

1. ci sono tre tipi principali di divisione di scheda PCB: 1) Pannello singolo Una scheda unilaterale è un PCB di base con parti concentrate su un lato e fili dall'altro lato. Poiché i fili appaiono solo su un lato, questo tipo di PCB è chiamato unilaterale. Poiché le schede singole hanno molti vincoli rigorosi nella progettazione dei circuiti, solo i circuiti precoci hanno utilizzato questi tipi di schede.2) Doppio pannello Il circuito biadesivo ha cablaggio su entrambi i lati, ma per utilizzare i cavi su entrambi i lati, deve esserci un collegamento adeguato del circuito tra i due lati. Tali "ponti" tra i circuiti sono chiamati vias. Vias sono piccoli fori su un PCB, riempiti o verniciati con metallo, che possono essere collegati a fili su entrambi i lati. Poiché le schede bifacciali hanno il doppio dell'area delle schede monofacciali e poiché il cablaggio può essere interlacciato, è più adatto per circuiti più complessi rispetto alle schede monofacciali.3) Scheda multistratoPer aumentare l'area che può essere cablata, le schede multistrato utilizzano più schede monofacciali o bifacciali. Un circuito stampato con uno strato interno bifacciale, due strati esterni monofacciali, o due strati interni bifacciali e due strati esterni monofacciali, alternati insieme da un sistema di posizionamento e materiali isolanti di incollaggio e modelli conduttivi. I circuiti stampati che sono interconnessi secondo i requisiti di progettazione diventano circuiti stampati a quattro strati e sei strati, noti anche come circuiti stampati multistrato. Il numero di strati della scheda rappresenta diversi strati di cablaggio indipendenti, di solito il numero di strati è pari, e include i due strati esterni. La maggior parte delle schede madri sono strutture da 4 a 8 strati, ma tecnicamente è possibile ottenere schede PCB a quasi 100 strati. La maggior parte dei supercomputer di grandi dimensioni utilizza schede madri abbastanza multi-layer, ma poiché tali computer possono essere sostituiti da cluster di molti computer ordinari, schede ultra-multi-layer sono gradualmente cadute fuori uso. Poiché gli strati nel PCB sono strettamente combinati, in genere non è facile vedere il numero effettivo, ma se si guarda da vicino alla scheda madre, è ancora possibile vederlo.Secondo la classificazione morbida e dura, è diviso in schede di circuito ordinarie e schede di circuito flessibili. PCB è una piattaforma di lavoro per i componenti del circuito in apparecchiature elettroniche. Fornisce collegamenti elettrici tra i componenti del circuito. Le sue prestazioni sono direttamente correlate alla qualità delle apparecchiature elettroniche. Con il rapido sviluppo della tecnologia microelettronica e il miglioramento dell'integrazione del circuito, la densità dei componenti sulla scheda PCB sta diventando sempre più alta e la velocità di lavoro del sistema sta diventando sempre più veloce, il che rende il design di compatibilità elettromagnetica PCB sempre più importante, diventando un circuito La chiave per il funzionamento stabile e normale del sistema.2. EMI comune in PCBThere sono due modi per risolvere il problema di compatibilità elettromagnetica nella progettazione PCB: riduzione attiva e compensazione passiva. Per questo motivo, la sorgente di interferenza e il percorso di propagazione delle interferenze elettromagnetiche devono essere analizzati. L'interferenza elettromagnetica che di solito esiste nella progettazione del PCB include: interferenza condotta, interferenza crosstalk e interferenza di radiazione.2.1 Interferenza condotta colpisce principalmente altri circuiti attraverso l'accoppiamento del cavo e l'accoppiamento dell'impedenza di modalità comune. Ad esempio, se il rumore entra in un sistema attraverso un circuito di alimentazione, tutti i circuiti che utilizzano l'alimentazione saranno interessati. La figura 1 mostra che il rumore è accoppiato attraverso l'impedenza del modo comune. Il circuito 1 e il circuito 2 utilizzano un cavo comune per ottenere la tensione di alimentazione e il ritorno a terra. Se la tensione del circuito 1 deve improvvisamente aumentare, allora la tensione del circuito 2 deve essere dovuta all'alimentazione elettrica comune e l'impedenza tra i due circuiti diminuisce. Di solito si verifica su circuiti e conduttori adiacenti ed è caratterizzato dalla capacità reciproca e dall'induttanza reciproca di circuiti e conduttori. Ad esempio, una linea di striscia sul PCB porta un segnale a basso livello e quando la lunghezza del cablaggio parallelo supera i 10 cm, si verificheranno interferenze crosstalk. Poiché il crosstalk può essere causato dalla capacità reciproca del campo elettrico e dall'induttanza reciproca del campo magnetico, quando si considera il problema crosstalk sulla stripline PCB, il problema principale è determinare quale del campo elettrico e l'accoppiamento del campo magnetico è il fattore principale.2.3 Interferenza radiata è l'interferenza introdotta dalla radiazione delle onde elettromagnetiche spaziali. L'interferenza di radiazione nel PCB è principalmente l'interferenza di radiazione corrente di modo comune tra cavi e tracce interne. Il problema dell'accoppiamento campo-linea si verifica quando le onde elettromagnetiche sono irradiate su una linea di trasmissione. Le piccole sorgenti di tensione distribuite lungo la linea possono essere decomposte in componenti in modalità comune e differenziale. La corrente di modo comune si riferisce alla corrente sui due fili con una piccola differenza di ampiezza ma la stessa fase, mentre la corrente di modo differenziale si riferisce alla corrente sui due fili con la stessa ampiezza e fase opposta.3. Progettazione di compatibilità elettromagnetica di PCBWcon la crescente densità di componenti elettronici e circuiti sulla scheda PCB, al fine di migliorare l'affidabilità e la stabilità del sistema, devono essere adottate misure corrispondenti per far sì che la progettazione della scheda PCB soddisfi i requisiti di compatibilità elettromagnetica e migliori le prestazioni anti-interferenza del sistema.3.1 Selezione della scheda PCB nella progettazione della scheda PCB, il crosstalk si verifica tra i segnali sulle linee di trasmissione adiacenti a causa dell'accoppiamento reciproco dei campi elettromagnetici. Pertanto, quando si progetta la compatibilità elettromagnetica PCB, considerare in primo luogo le dimensioni del PCB. La dimensione del PCB è troppo grande, la linea stampata è troppo lunga e l'impedenza