Teknik PCB - Rancangan EMC PCB kelajuan tinggi empat puluh tujuh

Mod berbeza semasa dan mod biasa semasa:

Generasi radiasi: Semasa elektrik menyebabkan radiasi, bukan tensi, muatan statik menghasilkan medan elektrostatik, semasa konstan menghasilkan medan magnetik, dan semasa berbeza-masa menghasilkan medan elektrik dan medan magnetik. Terdapat mod-biasa semasa dan mod-berbeza semasa dalam mana-mana sirkuit. Isyarat mod-berbeza membawa data atau isyarat berguna. Isyarat-mod umum adalah kesan negatif bagi mod perbezaan.

Mod berbeza semasa: sama dalam ukuran dan bertentangan dalam arah (fasa). Kerana kapasitas distribusi, induksi, dan impedance jejak isyarat, dan laluan kembali isyarat mengalir melalui laluan yang tidak dijangka, mod perbezaan semasa akan diubah ke mod biasa semasa.

Mod umum semasa: Magnitus tidak perlu sama, arah (fasa) sama. Pergangguan luaran peralatan adalah kebanyakan dalam mod umum, dan gangguan mod berbeza juga wujud, tetapi intensiti gangguan mod umum sering beberapa arahan besar daripada intensiti mod berbeza. Penggangguan luaran adalah penggangguan mod biasa. Pergangguan mod umum sendiri secara umum tidak menyebabkan kerosakan kepada peralatan, tetapi jika gangguan mod umum diubah menjadi gangguan mod berbeza, ia akan menjadi serius kerana isyarat berguna adalah semua isyarat mod berbeza. Medan magnetik bagi mod perbezaan semasa terutamanya berkoncentrasi di kawasan loop yang terbentuk oleh mod perbezaan semasa, dan diluar kawasan loop, garis kuasa magnetik akan membatalkan satu sama lain; medan magnetik semasa mod umum berada diluar kawasan loop, dan arah medan magnetik yang dijana oleh semasa mod umum adalah sama. Banyak rancangan EMC PCB mengikut teori di atas.

Cara untuk menekan gangguan pada papan PCB adalah:

Kurangkan kawasan loop isyarat mod berbeza

Kurangkan kembalian bunyi frekuensi tinggi (penapisan, izolasi dan padanan)

Kurangkan tekanan mod umum (desain terendah)

Prinsip rancangan PCB tersingkatkan

Prinsip 1: frekuensi jam PCB melebihi 5MHZ atau masa naik isyarat kurang dari 5ns, biasanya perlu guna desain papan berbilang lapisan. Alasan: Kawasan gelung isyarat boleh dikawal dengan baik dengan mengadopsi reka papan berbilang lapisan.

Prinsip 2: Untuk papan berbilang lapisan, lapisan kawalan kekunci (lapisan di mana garis jam, bas, garis isyarat antaramuka, garis frekuensi radio, tetapkan semula garis isyarat, cip pilih garis isyarat, dan berbilang garis isyarat kawalan ditemui) sepatutnya disebelah dengan pesawat tanah lengkap. Lebih baik antara dua pesawat tanah. Alasan: Garis isyarat kunci biasanya adalah garis isyarat kuat atau garis isyarat yang sangat sensitif. Kabel dekat dengan pesawat tanah boleh mengurangi kawasan gelung isyarat, mengurangi intensiti radiasi atau meningkatkan kemampuan anti-gangguan.

Prinsip 3: Untuk papan lapisan tunggal, kedua-dua sisi garis isyarat kunci patut ditutup dengan tanah; Alasan: kedua-dua sisi isyarat kunci ditutup dengan tanah. Di satu sisi, ia boleh mengurangi kawasan gelung isyarat dan mencegah saling bercakap antara garis isyarat dan garis isyarat lain.

Prinsip 4: Untuk papan lapisan ganda, kawasan tanah yang besar patut ditempatkan pada lapisan projeksi garis isyarat kunci, atau dengan cara yang sama dengan papan satu sisi, tanah patut dicabut. Alasan: sama seperti isyarat kunci papan berbilang lapisan yang dekat dengan pesawat tanah

Prinsip 5: Dalam papan berbilang lapisan, pesawat kuasa patut ditarik dengan 5H-20H relatif dengan pesawat tanah sebelah (H adalah jarak antara bekalan kuasa dan pesawat tanah). Alasan: Indetasi pesawat kuasa berkaitan dengan pesawat tanah kembali boleh menekan masalah radiasi pinggir secara efektif.

Prinsip 6: Aras projeksi lapisan kawat sepatutnya berada di kawasan lapisan kawat balik. Alasan: Jika lapisan kawat tidak berada di kawasan projeksi lapisan pesawat reflow, ia akan menyebabkan masalah radiasi pinggir dan meningkatkan kawasan loop isyarat, yang menyebabkan radiasi mod berbeza meningkat.

Prinsip 7: Dalam papan berbilang lapisan, lapisan TOP dan BOTTOM papan tunggal tidak sepatutnya mempunyai garis isyarat yang lebih besar daripada 50MHZ sebanyak yang mungkin. Alasan: lebih baik berjalan isyarat frekuensi tinggi antara dua lapisan pesawat untuk menekan radiasi mereka ke ruang.

Prinsip 8: Untuk papan tunggal dengan frekuensi operasi aras papan yang lebih besar dari 50MHz, jika lapisan kedua dan lapisan penultimate adalah lapisan wayar, lapisan TOP dan BOOTTOM patut ditutup dengan foil tembaga berdasar. Sebaiknya berjalan dengan isyarat frekuensi tinggi antara dua lapisan pesawat untuk menekan radiasi ke ruang.

Prinsip 9: Dalam papan berbilang lapisan, pesawat kuasa kerja utama (pesawat kuasa yang paling luas digunakan) papan tunggal sepatutnya berada dekat dengan pesawat tanahnya. Alasan: Pesawat kuasa bersebelahan dan pesawat tanah boleh mengurangi kawasan loop sirkuit kuasa.

Prinsip 10: Dalam papan satu lapisan, mesti ada wayar tanah di sebelah dan selari jejak kuasa. Alasan: mengurangkan kawasan saluran bekalan kuasa semasa.

Prinsip 11: Dalam papan lapisan ganda, mesti ada wayar tanah di sebelah dan selari jejak kuasa. Alasan: mengurangkan kawasan saluran bekalan kuasa semasa.

Prinsip 12: Dalam rancangan lapisan, cuba untuk mengelakkan tetapan sebelah lapisan kabel. Jika tidak dapat dihindari bahawa lapisan kabel bersebelahan satu sama lain, ruang lapisan antara dua lapisan kabel patut meningkat dengan betul, dan ruang lapisan antara lapisan kabel dan sirkuit isyaratnya patut dikurangkan. Alasan: Jejak isyarat paralel pada lapisan kabel sebelah boleh menyebabkan isyarat salib bercakap.

Prinsip 13: Lapisan kapal selanjutnya sepatutnya menghindari penutupan pesawat projeksi mereka. Alasan: Apabila projeksi meliputi, kapasitas sambungan antara lapisan akan menyebabkan bunyi antara lapisan pasang satu sama lain.

Prinsip 14: Bila merancang bentangan PCB, sepadan dengan prinsip rancangan meletakkan dalam garis lurus sepanjang arah aliran isyarat, dan cuba untuk menghindari gelung ke belakang dan ke hadapan. Alasan: Lupakan sambungan isyarat langsung dan mempengaruhi kualiti isyarat.

Prinsip 15: Apabila sirkuit modul berbilang ditempatkan pada PCB yang sama, sirkuit digital dan sirkuit analog, dan sirkuit kelajuan tinggi dan kelajuan rendah patut ditempatkan secara terpisah. Alasan: menghindari gangguan antara litar digital, litar analog, litar kelajuan tinggi, dan litar kelajuan rendah.

Prinsip 16: Apabila ada sirkuit kelajuan tinggi, tengah dan rendah pada papan sirkuit pada masa yang sama, ikut sirkuit kelajuan tinggi dan tengah dan jauhkan diri dari antaramuka. Alasan: menghindari bunyi sirkuit frekuensi tinggi dari radiasi ke luar melalui antaramuka.

Prinsip 17: Penyimpanan tenaga dan kondensator penapis frekuensi tinggi patut diletakkan berhampiran sirkuit unit atau peranti dengan perubahan semasa yang besar (seperti modul kuasa: terminal input dan output, peminat dan relay). Alasan: Kewujudan kondensator penyimpanan tenaga boleh mengurangkan kawasan loop loop semasa besar.

Prinsip 18: Sirkuit penapis port input kuasa papan sirkuit patut ditempatkan dekat antaramuka. Alasan: untuk menghindari menyambung semula litar yang ditapis.

Prinsip 19: Pada PCB, komponen penapisan, perlindungan dan pengasingan sirkuit antaramuka patut ditempatkan dekat dengan antaramuka. Alasan: Ia boleh mencapai kesan perlindungan, penapisan dan pengizolan secara efektif.

Prinsip 20: Jika ada penapis dan sirkuit perlindungan di antaramuka, prinsip perlindungan pertama dan penapisan mesti diikuti. Alasan: Sirkuit perlindungan digunakan untuk menekan tekanan luaran dan tekanan luaran. Jika sirkuit perlindungan ditempatkan selepas sirkuit penapis, sirkuit penapis akan rosak kerana tekanan berlebihan dan tekanan berlebihan.

Prinsip 21: Semasa bentangan, pastikan garis input dan output sirkuit penapis (penapis), izolasi dan sirkuit perlindungan tidak berkumpul. Alasan: Apabila jejak input dan output sirkuit di atas dipasang satu sama lain, kesan penapisan, pengasingan atau perlindungan akan lemah.

Prinsip 22: Jika antaramuka "tanah bersih" dirancang pada papan, komponen penapis dan pengisahan patut ditempatkan pada band pengisahan antara "tanah bersih" dan tanah kerja. Alasan: menghindari sambungan peranti penapisan atau pengasingan satu sama lain melalui lapisan pesawat, yang akan melemahkan kesan.

Prinsip 23: Di "tanah bersih", selain peranti penapisan dan perlindungan, tiada peranti lain boleh ditempatkan. Alasan: tujuan rancangan "tanah bersih" adalah untuk memastikan radiasi antaramuka minimum, dan "tanah bersih" mudah dihubungkan dengan gangguan luaran, jadi jangan mempunyai sirkuit dan peranti lain yang tidak relevan di "tanah bersih".

Prinsip 24: Simpan peranti radiasi kuat seperti kristal, oscillator kristal, relay, dan menukar bekalan kuasa sekurang-kurangnya 1000 mils dari sambungan antaramuka papan. Alasan: gangguan akan radiasi secara langsung atau arus akan disambung dengan kabel keluar untuk radiasi keluar.

Prinsip 25: Sirkuit atau peranti sensitif (seperti sirkuit reset, sirkuit WATCHDOG, dll.) sepatutnya sekurang-kurangnya 1000 mils jauh dari setiap pinggir papan, terutama pinggir antaramuka papan. Alasan: tempat yang sama dengan antaramuka papan tunggal adalah tempat yang paling mudah dipasang oleh gangguan luaran (seperti elektrik statik), dan sirkuit sensitif seperti sirkuit semula dan sirkuit anjing pengawasan boleh dengan mudah menyebabkan sistem gagal berfungsi.

Prinsip 26: Kondensator penapis untuk penapisan IC patut ditempatkan sebanyak mungkin dengan pin bekalan kuasa cip. Sebab: semakin dekat kondensator kepada pin, semakin kecil kawasan loop frekuensi tinggi dan semakin kecil radiasi.

Prinsip 27: Untuk serangkaian permulaan-akhir yang sepadan, ia patut ditempatkan dekat dengan akhir output isyaratnya. Alasan: Tujuan rancangan bagi penangkap akhir-permulaan adalah untuk menambah halangan output akhir output cip dan halangan bagi penangkap seri kepada halangan karakteristik jejak. Keperlawanan yang sepadan ditempatkan pada akhir, yang tidak dapat memenuhi persamaan di atas.

Prinsip 28:PCB jejak tidak boleh mempunyai sudut kanan atau jejak sudut tajam. Alasan: Kawalan sudut kanan mengarah kepada ketidakberhenti dalam impedance, yang mengarah kepada transmisi isyarat, yang mengakibatkan bunyi atau melebihi dan radiasi EMI kuat.

Prinsip 29: Cuba mengelakkan tetapan lapisan bagi lapisan kabel bersebelahan. Apabila ia tidak dapat dihindari, cuba membuat jejak dalam dua lapisan kabel selari satu sama lain atau panjang jejak selari kurang dari 1000mil. Alasan: untuk mengurangkan perbualan salib antara jejak selari.

Prinsip 30: Jika papan mempunyai lapisan wayar isyarat dalaman, garis isyarat kunci seperti jam patut ditetapkan pada lapisan dalaman (lapisan wayar yang disukai lebih disukai). Alasan: Menggunakan isyarat kunci pada lapisan kawat dalaman boleh bermain peran perisai.

Prinsip 31: Disarankan untuk menutupi wayar tanah di kedua-dua sisi garis jam. Kabel tanah akan didarat setiap 3000 juta. Alasan: Pastikan potensi semua titik pada garis dasar pakej sama.

Prinsip 32: Jejak isyarat kunci seperti jam, bas, garis frekuensi radio dan jejak selari lain pada lapisan yang sama sepatutnya memenuhi prinsip 3W. Alasan: untuk menghindari persimpangan antara isyarat.

Prinsip 33: Pad-pads fuses mount surface, magnetic beads, inductors, and tantalum capacitors used for power supplies with current â¥1A should not be less than two vias connected to the plane layer. Alasan: Kurangkan impedance yang sama dengan melalui.

Prinsip 34: Garis isyarat berbeza sepatutnya berada pada lapisan yang sama, panjang yang sama, dan berjalan secara selari, menjaga seragam impedance, dan tidak sepatutnya ada kabel lain antara garis berbeza. Alasan: untuk memastikan bahawa penghalangan mod umum pasangan garis perbezaan sama dengan meningkatkan kemampuan anti-gangguannya.

Prinsip 35: Jejak isyarat kunci tidak boleh dijejak sepanjang sekatan (termasuk ruang lalat rujukan disebabkan oleh vias dan pads). Alasan: Kabel di sekatan akan meningkatkan kawasan loop isyarat.

Prinsip 36: Apabila tidak dapat dihindari untuk membahagi garis isyarat melalui pesawat kembalinya, ia disarankan untuk menggunakan pendekatan kondensator jambatan berhampiran bahagian jangkauan isyarat. Nilai kondensator adalah 1nF. Alasan: Apabila jangkauan isyarat dibahagi, kawasan loop sering meningkat. Kaedah mendarat jambatan ditetapkan secara buatan untuk gelung isyarat.

Prinsip 37: Tiada jejak isyarat tidak relevan lain dibawah penapis (sirkuit penapis) di papan. Alasan: Kapsitasi terkirim akan melemahkan kesan penapis penapis.

Prinsip 38: Garis isyarat input dan output bagi penapis (sirkuit penapis) tidak boleh selari atau saling. Alasan: Lupakan sambungan bunyi langsung antara jejak sebelum dan selepas penapisan.

Prinsip 39: Jarak antara garis isyarat kunci dan pinggir pesawat rujukan adalah â¥3H (H ialah tinggi garis dari pesawat rujukan). Alasan: menekan kesan radiasi pinggir.

Prinsip 40: Untuk komponen mendarat shell logam, tembaga tanah patut diletakkan pada lapisan atas kawasan projeksi. Alasan: Kapensiensi yang disebarkan diantara shell logam dan tembaga mendarat digunakan untuk menekan radiasi luar dan meningkatkan imunitas.

Prinsip 41: Dalam papan lapisan tunggal atau papan lapisan ganda, perhatikan rancangan "minimumkan kawasan loop" semasa kabel. Sebab: semakin kecil kawasan loop, semakin kecil radiasi luaran loop, dan semakin kuat kemampuan anti-gangguan.

Prinsip 42: Apabila menukar lapisan garis isyarat (terutama garis isyarat kunci), laluan tanah patut dirancang berhampiran lapisan menukar laluan. Alasan: Kawasan gelung isyarat boleh dikurangkan.

Prinsip 43: Garis jam, garis bas, garis frekuensi radio, dll.: Jauhkan garis isyarat radiasi kuat dari antaramuka dan garis isyarat keluar. Alasan: Menghindari gangguan garis isyarat radiasi kuat dari menyambung ke garis isyarat keluar dan radiasi keluar.

Prinsip 44: Simpan garis isyarat sensitif seperti reset garis isyarat, cip pilih garis isyarat, dan isyarat kawalan sistem jauh dari garis isyarat keluar antaramuka. Alasan: Garis isyarat keluar dari antaramuka sering membawa gangguan luaran, dan apabila ia dipasang ke garis isyarat sensitif, ia akan menyebabkan sistem gagal berfungsi.

Prinsip 45: Dalam panel tunggal dan panel ganda, kabel kondensator penapis patut ditapis oleh kondensator penapis dahulu, dan kemudian ke pins peranti. Alasan: Tengah bekalan kuasa ditapis sebelum menyediakan kuasa kepada IC, dan bunyi yang diberikan kembali oleh IC kepada bekalan kuasa juga akan ditapis oleh kondensator.

Prinsip 46: Dalam panel tunggal atau ganda, jika garis kuasa sangat panjang, kondensator pemisahan patut ditambah ke tanah setiap 3000 mil, dan nilai kondensator patut menjadi 10uF+1000pF. Alasan: penapis bunyi frekuensi tinggi pada garis kuasa.

Prinsip 47: Kabel tanah dan wayar kuasa kondensator penapis sepatutnya tebal dan pendek yang mungkin. Alasan: Induktan siri yang sama akan mengurangkan frekuensi resonan kondensator dan lemahkan kesan penapisan frekuensi tinggi.