PCB 블로그 - 전자기 간섭을 줄이는 PCB 보드 설계 원칙

PCB 보드의 효과적인 간섭 방지 설계는 회로 작업의 신뢰성과 안정성에 영향을 주는 전자 제품 설계의 핵심 부분입니다.이 글은 회로기판에 전자기교란이 존재하는 주요원인을 분석하고 회로기판의 선택, 회로기판 부품의 배치, 전원과 접지의 배선 및 신호선의 배선 등 면에서 PCB판 설계에서 전자기교란에 대한 효과적인 억제와 예방을 총화하였다.조치와 원칙.인쇄회로기판은 전자제품에서 회로소자의 담체로서 회로소자간의 전기련결을 제공하며 각종 전자설비의 기본부품이다.그것의 성능은 전자 설비의 품질과 직결된다.정보 사회의 발전과 전자 기술의 발전에 따라 회로의 집적도가 점점 높아지고 회로판의 크기가 점점 작아지며 회로판의 소자 밀도가 점점 높아지고 전자 제품의 운행 속도가 점점 높아진다.따라서 그 자체로 인한 전자기 간섭과 호환성 문제가 더욱 두드러진다.따라서 PCB 보드의 전자기 간섭을 줄이는 방법은 오늘날 전자 기술의 핫스팟이되었습니다.회로기판의 전자기 호환성 문제는 전자 시스템이 정상적으로 작동할 수 있는지의 관건으로 회로나 시스템의 신뢰성과 안정성에 영향을 준다.따라서 PCB 보드를 설계할 때 전자기 간섭 문제를 효과적으로 해결해야 한다.

전자기 간섭이 발생하는 원인에 대해 PCB 보드 설계에서 고려해야 할 전자기 간섭을 줄이는 조치와 원칙을 총결하였다.회로기판에 전자기 간섭이 존재하는 원인은 스위치 전원과 마이크로프로세서로 구성된 고속 전자 시스템에서 회로기판의 전자기 간섭은 주로 기존의 무선 주파수 간섭원, 부품,,1.1 회로 기판에 존재하는 무선 주파수 간섭원은 스마트 고속 전자 시스템에 있다. 회로 기판의 무선 주파수 간섭원은 주로 마이크로프로세서 시스템에서 나온다.전원 시스템과 발진기 회로. 1) 마이크로프로세서 시스템 마이크로프로세서의 무선주파수(RF) 소음은 칩 내부에서 발생하며 여러 가지 가능한 방식으로 외부로 결합된다.모든 입력, 출력, 전원 및 접지 포트에 모두 존재합니다.마이크로프로세서의 각 지시선에는 잠재적인 노이즈가 있습니다.발에 문제가 있을 수 있어요.문제는 마이크로프로세서의 입출력 핀(I/O) 소음입니다.이러한 소음은 주로 칩 내부의 시계 전환에 의해 발생하며 입력 및 출력 핀을 통해 내부 및 외부 케이블에 연결되어 방사되며 주로 단시간 펄스 파형 간섭으로 나타납니다. 2) 전원 시스템 전원 시스템은 전원 조절기와 조절기 및 마이크로 컨트롤러 측면에 있는 바이패스 콘덴서를 포함합니다.이러한 회로는 시스템의 모든 RF 에너지의 원천이며 슬라이스의 타이밍 회로에 필요한 스위치 전류를 제공합니다. 3) 발진기 회로 발진기 회로는 시스템에 빠른 클럭 신호를 제공하며, 디지털 시스템에서는 발진기의 출력 버퍼가 숫자이기 때문에 정현파를 방파로 변환할 때 출력 측면에서 고조파가 발생합니다.클럭 버퍼와 같은 내부 작업에서 발생하는 모든 소음은 출력에 나타나고 컴포넌트 결합을 통해 전파됩니다. 1.2 전자기 간섭의 다른 원인 1) SMD 컴포넌트와 구멍 뚫기 컴포넌트 SMD 컴포넌트(SMD)는 전기 감지 저항이 낮고 컴포넌트가 더 촘촘하게 배치되기 때문에 지시선 칩보다 RF 에너지를 더 잘 처리합니다.일반적으로 통공 컴포넌트의 지시선 커패시터는 약 80MHz에서 자체 진동합니다 (커패시터에서 전기 감성으로).따라서 80MHz 이상의 노이즈를 제어해야 하며 설계에 통공 소자를 사용할 경우 많은 심각한 문제를 고려해야 합니다. 2) 기본 회로가 마이크로프로세서에서 다른 칩으로 전송되는 각 에지 변환은 수신기 칩의 접지 핀에서 수신 칩의 전류 펄스로 흐릅니다.그런 다음 접지선을 통해 마이크로프로세서의 접지 핀으로 돌아가 기본 회로를 형성합니다.이 회로는 회로의 어느 곳에나 존재하며, 소음 전압과 그에 수반되는 전류는 임피던스 경로를 통해 발생하는 곳으로 되돌아가 영향을 미친다.회로는 신호선과 회로 경로, 전원과 접지 사이의 바이패스, 마이크로프로세서 내의 트랜지스터 발진기와 드라이브, 또는 전원의 전압 조절기에서 바이패스 콘덴서에 이르는 회로일 수 있다.루프의 기하학적 면적이 클수록 방사능이 강하기 때문에 반환 경로의 모양과 임피던스를 제어하여 소음 전파를 줄일 수 있습니다. 3) 차형과 공통형 소음차형 소음은 신호가 회선을 통해 수신 칩에 도달한 후 반환선을 따라 귀환할 때 발생하는 소음을 말합니다.두 선로 사이에는 차등 전압이 있는데, 이것은 각 신호가 그 기능을 수행하는 데 반드시 발생하는 소음이다.이런 소음이 발생하는 전장의 강도는 주파수, 전류의 크기와 전류회로면적의 제곱에 정비례하고 관측점에서 소음원까지의 거리와 반비례한다.따라서 차형 복사를 낮추는 방법은 회로의 작동 주파수를 낮추거나 신호 루프의 면적을 줄이거나 신호 전류의 강도를 줄이는 것이다.실제로 효과적인 방법은 신호 루프의 면적을 제어하는 것입니다.공통모드 노이즈는 신호선과 반환선을 따라 전압이 동시에 전파될 때 신호선과 회류선이 공유하는 임피던스로 인한 노이즈로, 이들 사이에는 차등 전압이 없다.공통 모드 임피던스 노이즈는 대부분의 마이크로프로세서 기반 시스템에서 흔히 볼 수 있는 노이즈 소스입니다.이런 소음이 발생하는 전장의 강도는 주파수의 크기, 전류의 크기와 케이블의 길이와 정비례하며 관측점에서 소음원까지의 거리와 반비례한다.공모방사선을 낮추는 방법은 지선의 저항을 낮추고 선로의 길이를 단축하며 공모압류권을 사용하는것이다.PCB 보드 설계 원리는 전자 기술의 발전에 따라 회로 기판의 집적도와 신호 주파수가 점점 높아지기 때문에 불가피하게 전자기 간섭을 가져올 수 있다.따라서 PCB 보드를 설계할 때 회로 보드의 전자기 간섭을 일정한 범위 내에서 제어하기 위해 다음 원칙을 따라야 합니다.설계 요구 사항과 표준을 충족하고 회로의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다. 2.1 회로 기판의 선택 PCB 기판 설계의 첫 번째 과제는 회로 기판의 크기를 올바르게 선택하는 것입니다.크기가 너무 크면 컴포넌트 간의 연결이 너무 길기 때문에 회선의 임피던스 값이 증가하고 간섭이 감소합니다.설비의 밀집 배치는 열을 방출하는 데 불리하고

2.2 보드 구성 요소의 레이아웃은 PCB 보드의 크기를 결정한 후에 먼저 특수 구성 요소의 위치를 결정하고 회로의 기능 단위에 따라 회로의 모든 구성 요소를 블록으로 나누어 레이아웃해야 한다.디지털 회로 유닛, 아날로그 회로 유닛, 전원 회로 유닛은 분리되어야 하며, 고주파 회로 유닛과 저주파 회로 유닛도 분리되어야 한다.일반적인 보드 레이아웃 지침은 다음과 같습니다. 1) 특수 컴포넌트의 위치를 결정하는 지침: 1.가열 부품은 PCB 보드의 가장자리와 같은 발열에 유리한 위치에 배치하고 마이크로프로세서 칩에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.2. 특수한 고주파 부품은 나란히 배치하여 그들 사이의 연결을 줄여야 한다.3.민감한 부품은 시계 발생기, 발진기 등 소음원을 멀리해야 한다;4.전위기, 변조 가능 센서, 가변 콘덴서, 버튼 스위치 등 변조 가능 부품의 배치는 전체 기계 구조의 요구에 부합해야 하며 조정하기 편리하다;5.품질이 비교적 큰 부재는 지지대로 고정해야 한다;6. EMI 필터는 EMI 소스에 가깝게 배치해야 한다. 2) 회로 기능 단위에 따라 회로 낙하산 부속품을 배치하는 원칙: 1.각 기능 회로는 경로설정이 용이하도록 신호 흐름에 따라 적절한 위치를 결정해야 합니다.각 기능 회로는 먼저 어셈블리의 위치를 결정하고 다른 어셈블리를 어셈블리 주위에 배치하여 어셈블리 간의 연결을 최소화해야 합니다.3. 고주파 회로의 경우 소자 간의 분포 파라미터를 고려해야 한다.4. 보드 가장자리에 배치된 컴포넌트와 보드 가장자리의 거리는 2mm 미만이어야 합니다.DC/DC 동글, 스위치 튜브 및 정류기는 외부 복사를 줄이기 위해 가능한 한 변압기에 접근해야합니다.6. 전압 조절 소자와 필터 콘덴서는 정류 다이오드에 가깝게 배치해야 한다. 2.3 전원과 접지의 접선 원리 전원과 PCB 보드 접지의 배선이 합리적인지가 전체 회로기판의 전자기 간섭을 줄이는 관건이다.전원 코드와 바닥 라인의 설계는 PCB 보드에서 간과할 수없는 문제이며 일반적으로 어려운 설계입니다.설계는 다음과 같은 원칙을 따라야 합니다. 1) 전원 및 접지의 케이블 연결 기술 PCB의 케이블 연결은 임피던스, 임피던스 및 임피던스와 같은 분산 매개변수를 특징으로 합니다.PCB 보드 배선의 분포 매개변수가 고속 전자 시스템에 미치는 영향을 줄이기 위해 전원 및 접지의 배선 원칙은 다음과 같습니다. 1.용량 결합의 간섭을 줄이기 위해 흔적선의 간격을 늘립니다.2. 전원 코드와 지선은 분포 용량이 도달하도록 평행으로 배선해야 한다.3.적재량의 크기에 따라 전원 코드와 지선의 폭을 최대한 늘리고 회로 저항을 낮추는 동시에 각 기능 회로에서 전원 코드와 접지선의 방향이 신호의 전송 방향과 일치하도록 하여 성능을 향상시키는 데 도움이 될 것입니다.방해 방지 능력;4.전원과 접지는 직접 서로 위에 배선하여, 감응을 줄이고 루프 면적을 넓히며, 가능한 한 지선이 전원 코드 아래를 통과하도록 해야 한다;5.접지선은 두꺼울수록 좋다.일반 접지선의 너비는 3mm보다 작지 않다;6. 지선은 폐쇄고리를 형성하여 지선의 전위차를 줄이고 교란저항능력을 제고한다;7. 다층판 배선 설계에서 한 층은'전체 접지 평면'으로 사용할 수 있어 접지 저항을 낮추면서 차단 역할을 한다. 2) 각 기능 회로의 접지 기법 PCB판의 각 기능 회로 접지 방식은 단일 접지와 다중 접지로 나뉜다.원포인트 접지는 연결 형태에 따라 원포인트 직렬 접지와 원포인트 병렬 접지로 나뉜다. 접지선마다 길이가 다르고 회로마다 접지 임피던스가 달라 전자기 호환 성능이 떨어지기 때문에 원포인트 직렬 방식으로 접지를 보호하는 경우가 많다.단일 지점 병렬 접지의 각 회로에는 자체 접지선이 있으므로 상호 간섭이 적지만 접지선을 연장하고 접지 임피던스를 증가시킬 수 있습니다.일반적으로 신호 접지, 아날로그 접지 및 전원 접지에 사용됩니다.다중 접지는 그림 5와 같이 각 회로에 하나의 접지가 있는 것을 의미합니다.고주파 회로는 항상 다점 접지를 사용하는데 접지선이 짧고 접지 저항치가 작아서 고주파 신호의 간섭을 감소시킨다.접지로 인한 방해를 줄이기 위해 접지는 일정한 요구를 만족시켜야 한다: 1.접지선은 가능한 한 짧아야 하고, 접지면은 커야 한다;2.불필요한 접지 회로를 피하고 공공 접지의 간섭 전압을 낮춘다;3.접지 원리는 서로 다른 신호에 대해 서로 다른 접지 방식을 채택하고, 모든 접지는 같은 접지를 얻을 수 없다;4. 다중 레이어 PCB 보드를 설계할 때 전원 레이어와 접지층은 가능한 한 인접한 레이어에 배치하여 회로에 레이어와 레이어 사이의 용량을 형성해야 한다