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電子設計

電子設計 - PCB積層設計とEMC抑制

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電子設計 - PCB積層設計とEMC抑制

PCB積層設計とEMC抑制

2021-10-23
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Author:Downs

PCBのEMC設計の考慮では、まずレイヤー設定に関連しています。単板の層数は電源層、接地層、信号層の数からなる、製品のEMC設計において、部品の選択と回路設計に加えて、良好なPCB設計も非常に重要な要素である。

PCB EMC設計の鍵は、還流路が私たちが設計した方向に流れるように、できるだけ還流面積を減らすことです。層設計はPCBの基礎である。PCB層の設計をどのように行い、PCBのEMC効果を最適化するか?

PCB層設計構想:

PCBスタックEMC計画設計思想の核心は、信号リターンパスを合理的に計画し、単板反射層の信号リターン面積を最大限に削減し、磁束を相殺または最小化することである。

単板鏡面層

鏡面層はPCB内部の信号層に隣接する完全な銅被覆平面層(電源層、接地層)である。次の機能があります。

戻りノイズの低減:ミラー層は信号層の戻りに低インピーダンス経路を提供することができ、特に配電システムに大きな電流が流れている場合、ミラー層の役割はより顕著である。

EMIを減らす:鏡面層の存在は信号と還流によって形成される閉ループの面積を減らし、EMIを減らす、

クロストークの低減:高速デジタル回路における信号トレース間のクロストーク問題の制御に役立つ。ミラー層からの信号線の高さを変えることで、信号線間のクロストークを制御することができる。高さが小さいほどクロストークが小さくなります。

インピーダンス制御:信号の反射を防止する。

回路基板

ミラーレイヤ選択

電源平面と接地平面はいずれも基準平面とすることができ、内部配線に対して一定の遮蔽作用がある、

相対的に、電力平面は比較的に高い特性インピーダンスを有し、基準レベルと比較的に大きい電位差が存在し、電力平面上の高周波干渉は比較的に大きい、

遮蔽の角度から見ると、接地面は一般的に接地され、基準レベルの基準点として、その遮蔽効果は電源面よりはるかに優れている、

参照平面を選択する場合は、優先的に地表面を選択し、次に電源平面を選択します。

磁束除去原理:

マクスウェル方程式によれば、中間領域が真空であろうと物理物質であろうと、離散帯電体または電流間のすべての電気的および磁気的相互作用は、それらの間の中間領域を通って伝送される。PCBでは、磁気束は常に伝送路を伝播する。RFリターン経路が対応する信号経路と平行である場合、リターン経路上の磁気束と信号経路上の光束は反対方向にあり、互いに重畳する。磁束除去の効果が得られた。

磁束除去の本質は信号リターン経路の制御である

導線に電流が流れると、導線の周囲に磁場が発生し、磁場の方向は右手規則によって決定される。

2本の平行な導線が互いに接近すると、下図のように1本の導線の電流が流出し、もう1本の導線の電流が流入する。この2本の導線を流れる電流が信号電流とその還流電流であれば、この2本の電流の大きさは等しく、方向は逆なので、それらの磁場の大きさも等しく、方向も逆なので、互いに相殺することができる。

具体的な原理は:素子表面と溶接表面の下に完全な接地平面(遮蔽)があり、2つの信号層が直接隣接することをできるだけ避ける、すべての信号層はできるだけ接地面に隣接しなければならない。高周波、高速、クロックなどのキー信号。配線層は隣接する接地面を持つ必要があります。

PCB層設計