PCB 블로그 - PCB 보드 설계 및 전자기 호환성 검토

고속 PCB 보드의 설계 과정에서 전자기 호환성 설계는 중점과 난점이다.본고는 층 설계와 층 구조 등 측면에서 전도 결합과 복사 결합으로 인한 전자기 간섭을 어떻게 줄이고 전자기 호환성을 높일 수 있는지 연구했다.전자 제품의 많은 신뢰성과 안정성 문제는 전자기 호환성 설계의 실패로 인한 것이다.흔히 볼 수 있는 문제는 신호가 왜곡되고, 신호 소음이 너무 크며, 작업 시 신호가 불안정하고, 시스템이 쉽게 붕괴되고, 시스템이 환경의 방해를 받기 쉽고, 방해에 대한 저항력이 떨어지는 것이다.전자기 호환성 설계는 설계부터 전자학 등의 지식에 이르기까지 상당히 복잡한 기술이다.

레이어 구성

PCB 보드의 계층 수는 주로 전원 계층, 접지 계층 및 신호 계층을 포함하며 계층 수는 각 계층 수의 합계입니다.설계 과정에서 첫 번째 단계는 모든 출처와 근거, 그리고 각종 신호를 조직하고 분류하며 분류를 바탕으로 배치하고 설계하는 것이다.정상적인 상황에서 부동한 전원은 부동한 층으로 나뉘여야 하며 부동한 접지에도 상응한 접지평면이 있어야 한다.클럭 고주파 및 주파수 신호와 같은 다양한 특수 신호는 개별적으로 설계되고 전자 호환성을 높이기 위해 특수 신호를 차단하기 위해 접지 평면을 늘려야합니다.물론 비용도 고려해야 할 요소 중 하나입니다.설계 과정에서 시스템의 전자기 호환성과 비용 사이에서 균형점을 찾아야 한다.전원 평면 설계의 가장 중요한 고려 사항은 전원 공급 장치의 유형과 수량입니다.전원 공급 장치가 하나만 있는 경우 전원 평면을 고려하십시오.고출력 요구 사항의 경우 여러 개의 전력 계층이 서로 다른 계층의 장치에 전력을 공급할 수도 있습니다.여러 개의 전원 공급 장치가 있는 경우 여러 개의 전원 계층을 설계하거나 동일한 전원 계층에서 다른 전원 공급 장치를 구분할 수 있습니다.세분화의 전제는 전원 공급 장치 사이에 교차가 없다는 것입니다. 교차가 있을 경우 여러 개의 전원 계층을 설계해야 합니다.신호 계층의 설계는 모든 신호의 특성을 고려해야 한다.특수 신호의 계층화와 차단은 제한된 문제로 여겨진다.정상적인 상황에서 설계는 먼저 설계 소프트웨어를 사용하여 설계한 다음 구체적인 세부 사항에 따라 수정한다.레이어 설계에서는 신호 밀도와 특수 신호 무결성을 모두 고려해야 합니다.특별한 정보가 필요하면 필요한 경우 마운트된 접지층을 설계해야 합니다.일반적으로 단순히 비용을 고려하지 않는 경우에는 단면 또는 양면 설계가 권장되지 않습니다.단면 및 이중 패널 처리가 간단하고 비용 효율적이지만 고속 디지털 회로 또는 모델 혼합 회로와 같은 높은 신호 밀도와 복잡한 신호 구조의 경우 단일 패널에 특별한 참조 접지층이 없기 때문에 루프 면적이 증가하고 방사선이 증가합니다.효과적인 차단이 부족하기 때문에 시스템의 방해 방지 능력도 떨어졌다.PCB 보드 레이어의 레이아웃 설계는 신호와 레이어를 결정한 후 각 레이어의 레이아웃을 과학적으로 설계해야 한다.

PCB 보드 중간 레이어의 레이아웃 설계는 다음 지침을 따릅니다.

1) 전원 평면을 해당 접지 평면과 인접한 위치에 배치합니다.이러한 설계의 목적은 결합 콘덴서를 형성하고 PCB의 디커플링 콘덴서와 협동하여 전력 평면의 임피던스를 낮추고 더 넓은 필터 효과를 얻는 것이다.

2) 참조 레이어의 선택은 매우 중요합니다.이론적으로 전원 레이어와 바닥 평면은 모두 참조 레이어로 사용할 수 있지만 바닥 평면은 일반적으로 접지할 수 있으므로 차단 효과가 전원 평면보다 훨씬 좋습니다.따라서 일반적으로 지면이 참조 레이어로 선택됩니다.참조 평면.

3) 인접한 두 층의 핵심 신호는 파티션을 넘을 수 없습니다.그렇지 않으면 큰 신호 루프가 형성되어 강한 복사와 결합을 초래할 것이다.

4) 접지평면의 완전성을 유지하기 위하여 접지평면에 어떠한 흔적선도 할 수 없다.신호선의 밀도가 너무 높으면 전원 평면의 가장자리에 케이블을 연결하는 것을 고려할 수 있습니다.

5) 고속신호, 도주파신호, 고주파신호 등 관건신호하에 접지층을 설계하여 신호회로의 경로를 가장 짧고 복사를 가장 적게 한다.

6) 고속 회로를 설계하는 과정에서 전원의 복사와 전체 시스템에 대한 간섭을 어떻게 처리하는지 고려해야 한다.일반적으로 전원 평면의 면적은 접지 평면의 면적보다 작아야 접지 평면이 전원을 차단할 수 있습니다.일반적으로 전원 평면은 접지 평면의 개전 두께의 2배로 축소됩니다.전력 평면의 스크래치를 줄이려면 전매질의 두께를 최대한 줄일 필요가 있다.

다중 레이어 인쇄판 배치 설계에 적용되는 일반적인 원칙:

1) 전원 평면은 접지 평면에 가깝고 접지 평면 아래에 설계되어야 합니다.

2) 경로설정 레이어는 전체 금속 평면에 인접하도록 설계되어야 합니다.

3) 디지털 신호와 아날로그 신호는 격리 설계가 있어야 한다.우선 디지털 신호와 아날로그 신호가 같은 층에 있는 것을 피할 필요가 있다.피할 수 없다면 아날로그 신호와 디지털 신호는 서로 다른 구역에서 라우팅할 수 있고, 아날로그 신호 구역과 아날로그 신호 구역은 슬롯을 여는 등의 방법으로 분리할 수 있다.디지털 신호 영역 격리.아날로그 및 디지털 전원 공급 장치도 마찬가지입니다.특히 디지털 전원은 방사능이 매우 커서 반드시 격리하고 차단해야 한다.

4) 중간층의 인쇄선은 평면파도를 형성하고 표면층은 미대선을 형성하는데 량자의 전송특성이 다르다.

5) 시계회로와 고주파회로는 간섭과 복사의 주요원천으로서 반드시 분리배치하여 민감한 회로를 멀리해야 한다.

6) 서로 다른 층에 포함된 잡산전류와 고주파복사전류는 서로 다르므로 배선할 때 동일시해서는 안된다.

PCB 보드의 전자기 호환성은 층수 설계와 층수 배치를 통해 크게 향상될 수 있다.계층 수 설계는 주로 전력 계층과 접지 계층, 고주파 신호, 특수 신호 및 민감한 신호를 고려합니다.레이어 레이아웃은 주로 다양한 결합, 접지 및 전원 코드 레이아웃, 시계 및 고속 신호 레이아웃, 아날로그 신호 및 디지털 정보 레이아웃을 고려합니다.