PCB 기술 - 회로기판 전자기 호환성 설계 과정

PCB 제조업체의 경우 전자기 호환성 설계는 회로 기판 설계 과정에서 절대적으로 중점입니다.이 글은 두 가지 측면에서 어떻게 전자기 호환성을 향상시킬 것인가를 토론할 것이다.

1. 소개

많은 전자 제품의 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 붕괴되고, 시스템이 환경의 방해를 받기 쉽고, 방해에 대한 저항력이 떨어지는 것이다.전자기 호환성 설계는 설계에서 전자학 지식에 이르기까지 매우 복잡한 기술입니다. 본고는 레이어 설계와 레이어 레이아웃 방면에서 몇 가지 경험 기교를 토론하여 전자 엔지니어에게 참고를 제공합니다.

둘째, 계층 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 지면과 각종 신호를 조율하고 분류하며 분류를 바탕으로 배치하고 설계하는 것이다.일반적으로 서로 다른 전원은 서로 다른 층으로 나누어야 하고, 서로 다른 접지는 상응하는 접지 평면을 가져야 한다.높은 시계 및 주파수 신호와 같은 다양한 특수 신호는 개별적으로 설계되고 전자 호환성을 높이기 위해 특수 신호를 차단하기 위해 접지 평면을 늘려야합니다.비용도 고려해야 할 요소 중 하나일 때, 설계 과정에서 시스템의 전자기 호환성과 비용 사이에서 균형을 찾아야 한다.

전원 계층 설계의 첫 번째 고려 사항은 전원 공급 장치의 유형과 양입니다.전원 공급 장치가 하나만 있는 경우 단일 전원 레이어를 사용하는 것이 좋습니다.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 구분하는 것이 좋습니다.전원 공급 장치 간의 교차가 없는 경우를 전제로 합니다.교차가 있는 경우 여러 전원 레이어를 설계해야 합니다.

신호 계층의 설계는 모든 신호의 특성을 고려해야 한다.특수 신호의 계층화 및 차단은 우선 순위입니다.일반적으로 설계 소프트웨어를 사용하여 설계한 다음 세부 사항에 따라 수정합니다.신호 밀도와 특수 신호의 무결성은 레이어 설계에서 반드시 고려해야 할 문제입니다.특수 정보의 경우 필요한 경우 접지층을 차폐층으로 설계해야 합니다.

일반적인 상황에서는 단순히 비용을 고려하지 않는 한 단일 또는 이중 플레이트를 설계하는 것이 권장되지 않습니다.비록 단판과 쌍판은 처리가 간단하고 원가효익이 있지만 높은 신호밀도와 복잡한 신호구조의 상황에서 례를 들면 고속디지털회로나 모수혼합회로의 경우 단판은 전용적인 참고접지층이 없어 환로면적이 증가하고 복사가 증가된다.효과적인 차단이 부족하기 때문에 시스템의 방해 방지 능력도 떨어졌다.

셋째, PCB 레이어의 레이아웃 설계

신호와 레이어를 결정한 후 각 레이어의 레이아웃도 과학적인 설계가 필요합니다.PCB 보드 설계 중간 레이어의 레이아웃 설계는 다음 지침을 따릅니다.

(1) 전원 평면을 해당 접지 평면에 인접시킵니다.이 설계의 목적은 결합 콘덴서를 형성하고 PCB의 디커플링 콘덴서와 함께 작동하여 전력 평면의 임피던스를 낮추는 동시에 더 넓은 필터 효과를 얻는 것입니다.

(2) 참조 레이어의 선택은 매우 중요합니다.이론적으로 출력층과 저평면은 참고층으로 삼을 수 있지만 접지층은 일반적으로 접지할 수 있기 때문에 차폐 효과가 출력층보다 훨씬 좋기 때문에 일반적으로 지평면을 참고평면으로 선택한다.

(3) 인접한 두 층의 핵심 신호는 구역을 뛰어넘을 수 없다.그렇지 않으면 더 큰 신호 루프가 형성되어 더 강한 복사와 결합을 초래할 것이다.

(4) 접지 평면의 무결성을 유지하기 위해 접지 평면의 경로설정은 불가능합니다.신호선의 밀도가 너무 높으면 전원 평면의 가장자리에 케이블을 연결하는 것을 고려할 수 있습니다.

(5) 고속신호, 시험신호, 고주파신호 등 관건신호 아래에 접지층을 설계하여 신호회로의 경로를 가장 짧고 복사를 가장 적게 한다.

(6) 고속 회로 설계 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 공급 장치 평면은 지면이 아닌 매체 두께의 2배로 들여쓰기해야 합니다.전력층의 스크래치를 줄이려면 매체의 두께가 최대한 작아야 한다.

다중 레이어 PCB 다이어그램 설계가 준수해야 하는 일반적인 원칙:

(1) 전원 평면은 접지 평면에 가깝고 접지 평면 아래에 설계되어야 한다.

(2) 경로설정 레이어는 전체 금속 평면에 인접하도록 설계되어야 합니다.

(3) 디지털 신호와 아날로그 신호는 반드시 격리된 것으로 설계해야 한다.우선, 디지털 신호와 아날로그 신호가 같은 층에 있는 것을 피한다.불가피한 경우 아날로그 신호와 디지털 신호를 사용하여 영역 배선을 구분하고 슬롯을 사용하여 아날로그 신호 영역을 구분할 수 있습니다.디지털 신호 영역과 분리.아날로그 및 디지털 전원 공급 장치도 마찬가지입니다.특히 디지털 전원은 방사능이 매우 크기 때문에 이를 격리하고 차단해야 한다.

(4) 중간층의 인쇄선은 평면파도를 형성하고 표면층에는 미대선을 형성한다.양자의 전송 특성은 다르다.

(5) 시계 회로와 고주파 회로는 간섭과 복사의 주요 원천이다.그것들은 반드시 분리해서 배치해야 하며 민감한 회로를 멀리해야 한다.

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

계층형 설계와 계층형 레이아웃을 통해 PCB의 전자기 호환성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

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.