PCBA 기술 - 접지 평면 슬롯이 PCB 보드의 EMC 특성에 미치는 영향

접지 평면 슬롯은 일반적으로 일부 신호선을 수용하거나 다중 레이어에 필요한 대체 반환 경로를 제공하는 데 사용되는 PCB 보드 접지층 (접지 평면) 의 노치입니다.슬롯의 모양, 크기 및 위치는 회로의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.

접지 평면 슬롯이 PCB 보드의 EMC 특성에 미치는 영향 분석

접지 평면 슬롯 설계는 PCB 보드의 전자기 호환성 (EMC) 성능에 큰 영향을 미치며 유해하거나 유익할 수 있습니다.이 점을 깊이 이해하기 위해서는 먼저 PCB 보드의 고속 신호와 저속 신호의 전류 분포 특성을 파악해야합니다.저속으로 전송되는 상황에서 전류는 주로 저항이 가장 적은 경로를 따라 흐른다.다음 그림에서 볼 수 있듯이, 저속 전류가 A점에서 B점으로 흐를 때, 그 반환 신호는 접지 평면에 광범위하게 분포되어 소스로 돌아갑니다.이때 전류의 분포는 상대적으로 넓다.

그러나 고속으로 전송되는 상황에서 신호 반환 경로의 감지 효과는 저항 효과를 초과하여 주도적인 요소가 될 것이다.고속 회귀 신호는 임피던스가 가장 적은 경로를 따라 이동하여 아래의 신호선을 바짝 따르는 좁고 집중된 번들을 형성합니다.

PCB 보드에 호환되지 않는 회로가 있을 경우 반환 신호와 공용 접지 임피던스 결합의 중첩을 피하기 위해"접지 분할"정책을 사용해야 합니다.이는 전원 전압, 디지털 및 아날로그 신호, 고속 및 저속 신호 및 고전류 및 저전류 신호의 접지 평면이 분리되어 있음을 의미합니다.앞의 고속과 저속 신호의 반환 전류 분포에 대한 설명에서 우리는 분열 접지 전략의 중요성을 쉽게 이해할 수 있다.

그러나 고속 및 저속 신호가 전원 평면이나 접지 평면의 열린 슬롯을 통과하면 많은 심각한 문제가 발생합니다.이러한 문제는 다음과 같습니다.

접지 평면 슬롯은 전류 회로 면적을 증가시켜 회로 전감을 증가시켜 출력 파형이 쉽게 진동하게 한다.

엄격한 임피던스 제어가 필요하고 밴드선 모델에 따라 경로설정되는 고속 신호선의 경우 슬롯이 밴드선 모델을 파괴하여 임피던스가 연속되지 않아 심각한 신호 무결성 문제를 초래할 수 있습니다.

접지 평면 슬롯은 방사선이 주변 공간에 방출될 가능성을 높이고 회로 기판이 공간 자기장의 간섭에 더 취약하게 만듭니다.

루프 센서 양쪽의 고주파 전압 강하는 공통 모드 복사원을 구성하고 외부 케이블을 통해 공통 모드 복사 간섭을 일으킬 수 있습니다.

접지 평면 개조도 판의 다른 회로 사이의 고주파 신호 교란의 위험을 증가시킨다.

접지 평면 슬롯을 처리할 때는 다음 원칙을 준수해야 합니다.

엄격한 임피던스 관리가 필요한 고속 신호선의 경우, 그 경로는 임피던스의 불연속성을 방지하기 위해 분열 영역 간 배선을 엄격히 피해야 하며, 이는 반대로 심각한 신호 무결성 도전을 초래할 수 있다;

PCB 보드에 호환되지 않는 회로가 있을 때는 접지 공유 조치를 취해야 하지만, 이렇게 할 때는 고속 신호선이 분할 영역을 통과하도록 강요당하지 않도록 하는 동시에 분할 영역을 통과하는 저속 신호선도 최소화해야 한다.

분할 슬롯을 통과하여 정렬하는 것을 피할 수 없는 경우 브리지 시나리오를 사용하여 적절히 처리해야 합니다.

계층화할 때 커넥터와의 외부 연결을 피해야 한다. 왜냐하면 지층의 a점과 B점 사이에 현저한 전위차가 존재하면 외부 케이블을 통해 공통 모드 복사 문제를 일으킬 수 있기 때문이다.

고밀도 커넥터의 PCB 설계에서 특별한 요구 사항이 없는 한 일반적으로 접지망 주위의 각 핀의 레이아웃을 보장하거나 핀의 배열에 균일하게 접지망을 분포하여 접지평면의 연속성을 확보함으로써 슬롯의 출현을 효과적으로 방지해야 한다.

접지 평면 슬롯은 PCB 보드의 EMC 성능에 큰 영향을 미치므로 신중하게 설계해야 합니다.슬롯을 통과하는 고속 회선을 피하고, 합리적인 접지 분포, 필요한 경우 브리지 및 커넥터 레이아웃 최적화 원칙을 준수하면 EMC 성능을 효과적으로 향상시키고 제품의 안정성과 신뢰성을 보장할 수 있습니다.