Teknik PCB - Kompatibiliti elektromagnetik proses desain papan sirkuit

Untuk penghasil PCB, rekaan kompatibilitas elektromagnetik pasti fokus proses rekaan papan sirkuit. Artikel ini akan bercakap tentang bagaimana untuk meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik dari dua aspek.

1. Perkenalan

Banyak masalah kepercayaan dan kestabilan produk elektronik disebabkan oleh kegagalan desain kompatibilitas elektromagnetik. Masalah umum termasuk gangguan isyarat, bunyi isyarat berlebihan, isyarat tidak stabil semasa kerja, kerosakan sistem, sistem yang susah untuk gangguan persekitaran, dan kemampuan anti-gangguan yang lemah. Rancangan kompatibilitas elektromagnetik adalah teknologi yang sangat kompleks, dari rancangan hingga pengetahuan elektromagnetik dan sebagainya. Artikel ini membincangkan beberapa kemampuan empirik dari rancangan lapisan dan bentangan lapisan untuk menyediakan beberapa rujukan untuk jurutera elektronik.

Kedua, konfigurasi bilangan lapisan

Lapisan papan PCB mengandungi lapisan kuasa, lapisan tanah dan lapisan isyarat, dan bilangan lapisan adalah jumlah bilangan setiap lapisan. Dalam proses desain, langkah pertama adalah untuk koordinasikan dan mengklasifikasikan semua sumber dan dasar, serta pelbagai isyarat, dan menggunakan dan desain berdasarkan klasifikasi. Secara umum, bekalan kuasa berbeza patut dibahagi ke lapisan berbeza, dan dasar berbeza patut mempunyai pesawat tanah yang sepadan. Pelbagai isyarat istimewa, seperti isyarat jam tinggi dan frekuensi, perlu dirancang secara terpisah, dan pesawat tanah perlu ditambah untuk melindungi isyarat istimewa untuk meningkatkan kesesuaian elektromagnetik. Apabila kos juga adalah salah satu faktor yang perlu dianggap, keseimbangan perlu ditemui antara kompatibilitas elektromagnetik dan kos sistem semasa proses desain.

Pertimbangan pertama dalam desain lapisan kuasa adalah jenis dan kuantiti bekalan kuasa. Jika hanya ada satu bekalan kuasa, satu lapisan kuasa boleh dianggap. Dalam kes keperluan kuasa tinggi, juga boleh ada lapisan kuasa berbilang untuk menyediakan kuasa kepada peranti lapisan berbeza. Jika terdapat bekalan kuasa berbilang, anda boleh pertimbangkan merancang lapisan kuasa berbilang, atau anda boleh bahagikan bekalan kuasa berbeza pada lapisan kuasa yang sama. Perkara pembahagian adalah bahawa tidak ada persimpangan antara bekalan kuasa. Jika ada salib, lapisan bekalan kuasa berbilang mesti dirancang.

Design nombor lapisan isyarat patut mempertimbangkan ciri-ciri semua isyarat. Lapisan dan perisai isyarat istimewa adalah keutamaan. Dalam keadaan biasa, ia adalah pertama untuk menggunakan perisian desain untuk merancang, kemudian mengubahsuai mengikut perincian khusus. Kedua-dua ketepatan isyarat dan integriti isyarat istimewa mestilah isu yang mesti dianggap dalam desain lapisan. Untuk maklumat istimewa, lapisan pesawat tanah mesti dirancang sebagai lapisan perisai bila diperlukan.

Dalam keadaan biasa, tidak disarankan untuk merancang panel tunggal atau ganda kecuali biaya dianggap. Walaupun pemprosesan panel tunggal dan panel ganda mudah dan berkesan pada biaya, tetapi dalam kes densiti isyarat tinggi dan struktur isyarat kompleks, seperti sirkuit digital kelajuan tinggi atau sirkuit hibrid analog-digital, panel tunggal tidak mempunyai lapisan rujukan tanah dedikasi, yang membuat loop Kawasan meningkat dan radiasi meningkat. Kerana kekurangan perisai yang efektif, kemampuan anti gangguan sistem juga dikurangi.

Ketiga, rancangan bentangan lapisan PCB

Selepas menentukan isyarat dan lapisan, bentangan setiap lapisan juga perlu dirancang secara saintifik. Rancangan bentangan lapisan tengah rancangan papan PCB mengikut prinsip berikut:

(1) Pasang pesawat tenaga ke pesawat tanah yang sepadan. Tujuan rancangan ini adalah untuk membentuk kondensator sambungan dan bekerja dengan kondensator penyahpautan pada PCB untuk mengurangkan impedance pesawat kuasa semasa mendapatkan kesan penapisan yang lebih luas.

(2) Pilihan lapisan rujukan adalah sangat penting. Dalam teori, lapisan kuasa dan lapisan bawah boleh digunakan sebagai lapisan rujukan, tetapi lapisan lapisan tanah biasanya boleh didatar, jadi kesan perisai jauh lebih baik daripada lapisan kuasa, jadi secara umum, lapisan tanah lebih suka sebagai lapisan rujukan.

(3) isyarat kunci dua lapisan sebelah tidak dapat menyeberangi sekatan. Jika tidak, gelung isyarat yang lebih besar akan membentuk, yang akan menghasilkan radiasi dan sambungan yang lebih kuat.

(4) Untuk mempertahankan integriti pesawat tanah, tidak mungkin untuk melacak wayar di atas pesawat tanah. Jika ketepatan wayar isyarat terlalu besar, anda boleh pertimbangkan mengarahkan wayar di tepi pesawat kuasa.

(5) Raka lapisan mendarat di bawah isyarat kunci seperti isyarat kelajuan tinggi, isyarat ujian, isyarat frekuensi tinggi, dll., sehingga laluan loop isyarat adalah yang paling pendek dan radiasi adalah yang paling kecil.

(6) Bagaimana untuk menangani radiasi bekalan kuasa dan gangguan ke seluruh sistem mesti dianggap dalam proses desain sirkuit kelajuan tinggi. Secara umum, kawasan pesawat kuasa sepatutnya lebih kecil daripada kawasan pesawat tanah, sehingga pesawat tanah boleh melindungi bekalan kuasa. Secara umum, pesawat kuasa diperlukan untuk ditambah dengan 2 kali lebar medium daripada pesawat tanah. Jika anda hendak mengurangkan indentasi lapisan kuasa, tebal medium mesti sebanyak mungkin.

Prinsip umum yang akan diikuti dalam rancangan bentangan PCB berbilang lapisan:

(1) Pesawat kuasa sepatutnya dekat dengan pesawat tanah dan dirancang di bawah pesawat tanah.

(2) Lapisan kabel patut dirancang untuk disebelah dengan seluruh kapal logam.

(3) isyarat digital dan isyarat analog mesti dirancang untuk diasingkan. Pertama, menghindari isyarat digital dan isyarat analog pada lapisan yang sama. Jika ia tidak dapat dihindari, anda boleh menggunakan isyarat analog dan isyarat digital untuk membahagi kawat kawasan, dan menggunakan slot untuk membahagi kawasan isyarat analog. Diisolasi dari kawasan isyarat digital. Sama juga untuk bekalan kuasa analog dan bekalan kuasa digital. Terutama bekalan kuasa digital mempunyai radiasi yang sangat besar, jadi ia mesti terpisah dan dilindungi.

(4) Garis dicetak dalam lapisan tengah membentuk panduan gelombang planar, dan garis microstrip dibentuk dalam lapisan permukaan. Karakteristik transmisi kedua-dua adalah berbeza.

(5) Sirkuit jam dan sirkuit frekuensi tinggi adalah sumber utama gangguan dan radiasi. Mereka mesti diatur secara terpisah dan jauh dari sirkuit sensitif.

(6) Semasa tersesat dan semasa radiasi frekuensi tinggi yang terkandung dalam lapisan berbeza adalah berbeza, dan mereka tidak boleh dilayan sama apabila kabel.

Melalui rancangan lapisan dan bentangan lapisan, kompatibilitas elektromagnetik PCB boleh diperbaiki jauh.

Rancangan nombor lapisan menganggap lapisan kuasa dan lapisan tanah, isyarat frekuensi tinggi, isyarat istimewa, dan isyarat sensitif.

Bentangan lapisan terutama mempertimbangkan pelbagai sambungan, bentangan garis tanah dan kuasa, bentangan jam dan isyarat kelajuan tinggi, isyarat analog dan bentangan maklumat digital.