PCB 기술 - PCB 회로기판 환류 및 관련 계산

순수 저항 부하의 경우 직렬 전류는 dI/dt=dV/(T?10%-90%*R)에 비례합니다.공식에서 dI/dt(전류 변화율), dV(간섭원 진동) 및 R(간섭원 부하)은 모두 간섭원의 매개 변수를 말합니다 (전용성 부하의 경우 dI/dt는 T?10과 동일합니다.%-90%의 제곱은 반비례합니다.).공식에서 볼 수 있듯이 PCB의 저주파 신호는 반드시 고속 신호의 직렬 교란보다 작지 않다.즉, 1KHz 신호가 반드시 저속 신호는 아니며 가장자리의 상황을 종합적으로 고려해야합니다.가파른 가장자리가 있는 신호의 경우, 그것은 대량의 고조파 분량을 포함하며, 각 배주파점에서 큰 폭을 가진다.따라서 PCB 장치를 선택할 때 주의해야 합니다.전환 속도가 빠른 칩을 무작정 선택하지 마십시오. 이는 비용뿐만 아니라 인터럽트 및 EMC 문제도 증가시킬 수 있습니다.

신호의 양쪽 끝에 적절한 콘덴서가 GND에 대한 저항이 낮은 경로를 제공하는 인접한 전력 평면 또는 기타 평면은 신호의 반환 평면으로 사용할 수 있습니다.정상적인 응용에서, 상응하는 칩 IO 전원은 일반적으로 수신과 송신에 동일하며, 각 전원과 땅 사이에는 일반적으로 0.01-0.1uF의 디커플링 콘덴서가 있으며, 이러한 콘덴서도 신호의 양 끝에 있기 때문에 전원 평면의 환류 효과는 지면 다음으로 크다.그러나 다른 전력 평면이 환류에 사용되는 경우 일반적으로 신호의 양쪽 끝에 도달 할 수있는 낮은 저항 경로가 없습니다.이렇게 하면 인접 평면에서 감지된 전류가 가장 가까운 용량을 찾아 바닥으로 돌아갑니다."가장 가까운 콘덴서"가 시작점이나 끝점에서 멀리 떨어져 있으면 반향은 완전한 반향 경로를 형성하기 위해 긴 거리를 이동해야합니다. 이 경로는 인접 신호의 반향 경로이자 동일한 반향 흐름입니다. 도로와 공공 지상 간섭의 영향은 동일합니다. 이는 신호 간의 간섭에 해당합니다.

일부 불가피한 교차 전원 구분의 경우, 콘덴서 또는 RC 직렬 연결 (예: 10 옴 저항기 직렬 680p 콘덴서) 로 형성 된 하이 패스 필터 (예: 10 오메가 저항기 직렬 680p 콘덴서) 는 이 구분을 연결 할 수 있습니다.발생은 신호 유형에 따라 다릅니다.고주파 반환 경로를 제공하고 상호 평면 간의 저주파 간섭을 격리하기 위해)이것은 전원 평면 사이에 콘덴서를 추가하는 문제와 관련될 수 있습니다. 이것은 약간 흥미롭지만 분명히 효과적입니다.일부 사양이 허용되지 않으면 축전기를 파티션의 두 평면으로 가져올 수 있습니다.

다른 평면을 빌려 환류하는 경우 신호의 양 끝에 작은 콘덴서 몇 개를 추가하여 환류 경로를 제공하는 것이 좋습니다.그러나 이런 방법은 종종 실현하기 어렵다.단자에 가까운 대부분의 표면 공간은 칩의 일치 저항기와 디커플링 콘덴서가 차지하기 때문이다.

반환 노이즈는 참조 평면의 노이즈의 주요 소스 중 하나입니다.따라서 환류의 경로와 유량 범위를 연구할 필요가 있다.

PCB 환류 경로에 대한 이론적 지식.

그것은 인쇄회로기판의 회로로서 전류가 도선을 통과한다.일반적으로 우리는 신호를 전송하는 데 사용되는 표면상의 전선만 볼 수 있으며 구동단에서 수신단까지.사실 전류는 순환 도로에서만 흐를 수 있다.송전선로는 우리가 볼 수 있는 것이고, 전류가 환류하는 경로는 보통 볼 수 없다.그들은 일반적으로 지면과 전력 평면을 통해 환류한다.실제 회로가 없기 때문에 루프 경로는 예측하기 어렵고 제어하기 어렵습니다.

PCB의 각 도선과 그 회로는 하나의 전류 회로를 형성한다.전자기 복사 원리에 따르면, 갑작스러운 전류가 회로의 도선 회로를 통과할 때, 그것은 공간에서 전자장을 생성하고 다른 도선에 영향을 준다.이것이 우리가 일반적으로 말하는 것입니다. 방사선의 영향을 줄이기 위해서는 먼저 방사선의 기본 원리와 방사선의 강도와 관련된 매개변수를 이해해야합니다.

인쇄회로기판의 차형 복사

이 루프는 자기장을 우주로 방사하는 소형 안테나와 맞먹는다.우리는 작은 고리형 안테나에서 발생하는 방사선을 사용하여 그것을 시뮬레이션합니다. 전류가 I이고 면적이 S인 작은 고리형을 설정합니다. 자유공간에서 r의 원거리에서 측정된 전장의 강도는 다음과 같습니다.

E – – 전장 (V/m)

fââFrequency（）

사아 지역 ()

IââCurrent（A）

r – – 거리 (m)

안테나와 복사 평면 사이의 각도 측정 ()

자유 공간에 배치되고 표면에 반사가 없는 작은 루프에 적용됩니다.사실 우리 제품은 자유 공간이 아니라 지상에서 진행됩니다.복사는 환로 전류와 환로 면적과 정비례하고 전류 주파수의 제곱과 정비례한다.

인쇄회로기판에서 전류를 반환하는 경로는 전류의 주파수와 밀접한 관계가 있다.회로의 기본 지식에 따르면 직류 또는 저주파 전류는 항상 임피던스가 가장 적은 방향으로 흐릅니다.또한 고주파 전류는 항상 일정한 저항을 가진 최소 저항의 방향에서 흐른다.

구멍이 구리 평면에 형성된 구멍과 도랑의 영향을 고려하지 않으면 저항이 가장 적은 경로, 즉 저주파 전류의 경로는 접지 구리 평면의 아크와 각 아크의 전류로 구성된다. 의 밀도는 이 아크의 저항률과 관련이 있다.

PCB 구리 평면의 고주파 전류 경로

전송선의 경우 감전력이 가장 적은 회귀 경로, 즉 고주파 전류 회귀 경로는 신호 경로 바로 아래의 복동 평면에 위치합니다. 이 회귀 경로는 전체 루프로 둘러싸인 공간 면적을 최소화하여 신호로 형성된 루프 안테나가 공간의 자기장 강도(또는 공간 복사를 받는 능력)를 최소화합니다.

상대적으로 길고 곧은 경로설정의 경우 이상적인 전송선으로 간주될 수 있습니다.그 위에 흐르는 신호 반환 전류는 신호 경로설정을 중심축으로 하는 띠 모양의 영역이다.신호 경로설정의 중심축과의 거리가 길수록 전류 밀도는 작아집니다.

원시 신호 전류의 단위는 "A, Amps"입니다.

신호 경로설정과 구리 평면 사이의 거리이며 단위는 인치입니다.

구리 평면의 점에서 신호선까지의 수직 거리입니다. 단위는 인치입니다.

이것은 "A/in., Amp/인치" 단위의 전류 밀도입니다.

PCB 전송 회류 전류 밀도 분포

전송선의 중심을 중심으로 흐르는 벨트 영역을 통과하는 반환 전류의 백분율을 나열합니다. 너비는 입니다.

인치로 가정하면 송전선로에서 0.035인치 떨어진 지역을 통해 반환되는 전류는 전체 반환 전류의 13% 에 불과하고 송전선로 한쪽까지의 특정 분포는 6.5% 에 불과하며 밀도는 매우 작다.그래서 무시할 수 있습니다.

요약

1.PCB 신호 배선 아래에 연속, 밀집, 완전한 복동 평면이 있을 때, 신호 반환 전류는 복동 평면에 대한 소음 간섭이 국부적이다.따라서 레이아웃과 배선의 현지화 원칙, 즉 디지털 신호선, 디지털 부품과 아날로그 신호선, 아날로그 부품 간의 거리를 어느 정도 인위적으로 연장하면 디지털 신호 회류가 아날로그 회로에 미치는 영향을 크게 줄일 수 있다.방해

2.고주파 순식간 반환 전류는 신호 흔적선과 인접한 평면 (접지 평면 또는 전원 평면) 을 통해 구동 단자로 흐른다.드라이브 신호 추적선의 단자 부하는 신호 추적선과 신호 추적선과 직접 인접한 평면 (접지 평면 또는 전원 평면) 사이에 연결됩니다.

3. PCB 인쇄판의 전원 코드와 지선의 주변 면적이 클수록 방사능 에너지는 커진다. 따라서 복귀 경로를 제어함으로써 주변 면적을 최대한 줄이고 방사능의 정도를 제어할 수 있다.