Teknik PCB - Projek lapisan PCB dan diskusi emc

Dalam proses desain papan sirkuit kelajuan tinggi, desain kompatibilitas elektromagnetik adalah titik yang penting dan sukar. Kertas ini membahas bagaimana untuk mengurangi gangguan elektromagnetik disebabkan oleh sambungan kondukti dan sambungan radiasi dan meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik dengan mengurangi laluan penyebaran sumber sambungan dari aspek desain nombor lapisan dan bentangan lapisan.

Perkenalan

Banyak masalah kepercayaan dan kestabilan produk elektronik disebabkan oleh rekaan kompatibilitas elektromagnetik yang teruk. Masalah umum ialah gangguan isyarat, bunyi isyarat terlalu besar, ketidakstabilan isyarat dalam proses kerja, sistem mudah untuk hancur, sistem susah untuk gangguan persekitaran, kemampuan anti-gangguan yang lemah, dll. Desain Emc adalah teknologi yang sangat kompleks, dari desain ke elektromagnetisme dan aspek lain pengetahuan. Kertas ini membahas beberapa keterampilan pengalaman desain lapisan dan bentangan lapisan untuk menyediakan beberapa rujukan untuk jurutera elektronik.

Konfigurasi Lapisan

Lapisan papan PCB mengandungi lapisan kuasa, lapisan dan lapisan isyarat, nombor lapisan adalah jumlah bilangan setiap lapisan. Dalam proses desain, langkah adalah untuk koordinasikan dan mengklasifikasikan semua sumber dan tempat, serta pelbagai isyarat, dan menggunakan dan desain berdasarkan klasifikasi. Secara umum, bekalan kuasa berbeza patut dibahagi ke lapisan berbeza, dan pesawat tanah berbeza patut sepadan. Pelbagai isyarat istimewa, seperti isyarat tinggi jam dan frekuensi, memerlukan lapisan reka terpisah, dan perlu meningkatkan pesawat tanah untuk melindungi isyarat istimewa, untuk meningkatkan kesesuaian elektromagnetik. Sudah tentu, kos juga faktor untuk dipertimbangkan, dan keseimbangan perlu ditemui antara kesesuaian elektromagnetik dan kos semasa proses desain.

Pertimbangan pertama dalam rancangan lapisan bekalan kuasa adalah jenis dan kuantiti bekalan kuasa. Jika hanya ada satu bekalan kuasa, pertimbangkan lapisan bekalan kuasa tunggal. Dalam kes permintaan tinggi untuk bekalan kuasa, lapisan bekalan kuasa berbilang boleh menyediakan kuasa kepada peranti lapisan berbeza. Jika terdapat bekalan kuasa berbilang, anda boleh pertimbangkan merancang lapisan bekalan kuasa berbilang, atau anda boleh bahagi bekalan kuasa berbeza dalam lapisan bekalan kuasa yang sama. Perkara segmen adalah bahawa tidak ada persimpangan antara bekalan kuasa. Jika ada crossover, lapisan bekalan kuasa berbilang mesti dirancang.

Rancangan lapisan isyarat mempertimbangkan ciri-ciri semua isyarat. Penjelasan dan perisai isyarat khusus adalah masalah terbatas. Secara umum, ia dirancang dengan perisian merancang dahulu dan kemudian diubahsuai mengikut perincian khusus. Kedua-dua ketepatan isyarat dan integriti isyarat tertentu mesti dianggap dalam desain lapisan. Untuk maklumat istimewa, pesawat tanah mesti dirancang sebagai lapisan perisai bila diperlukan.

Secara umum, ia tidak disarankan untuk merancang panel tunggal atau ganda untuk sebab lain selain biaya murni. Kerana panel tunggal dan panel ganda walaupun proses adalah mudah dan biaya rendah, tetapi dalam kes densiti isyarat tinggi dan struktur isyarat kompleks, seperti sirkuit digital kelajuan tinggi atau sirkuit campuran analog, kerana panel tunggal tidak mempunyai lapisan latar rujukan istimewa, kawasan loop meningkat, peningkatan radiasi. Kerana kekurangan perisai yang efektif, kemampuan anti-jamming sistem juga dikurangi.

Projek bentangan lapisan papan PCB

Selepas menentukan isyarat dan lapisan, bentangan setiap lapisan juga perlu dirancang secara saintifik.

Bentangan reka papan PCB mengikut prinsip berikut:

(1) Pasang lapisan bekalan kuasa ke lapisan tanah yang sepadan. Tujuan rancangan ini adalah untuk membentuk kapasitasi sambungan, dan bersama dengan kapasitasi pemisahan pada papan PCB, mengurangkan pengendalian pesawat kuasa, sementara mencapai kesan penapisan yang lebih luas.

(2) Pemilihan lapisan rujukan sangat penting. Secara teori, kedua-dua lapisan bekalan kuasa dan pesawat tanah boleh digunakan sebagai lapisan rujukan, tetapi pesawat tanah biasanya boleh didarat, jadi kesan perisai jauh lebih baik daripada lapisan bekalan kuasa. Oleh itu, pesawat tanah biasanya dipilih sebagai pesawat rujukan.

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

(4) Untuk mempertahankan integriti pesawat tanah, kawat pada pesawat tanah tidak dibenarkan. Jika ketepatan garis isyarat terlalu tinggi, kabel di tepi lapisan kuasa boleh dianggap.

(5) dalam isyarat kelajuan tinggi, isyarat, isyarat frekuensi tinggi dan isyarat kunci lain di bawah rancangan lapisan tanah, sehingga laluan loop isyarat adalah yang paling pendek, 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 lapisan kuasa sepatutnya lebih kecil daripada pesawat tanah, sehingga pesawat tanah boleh melindungi bekalan kuasa. Secara umum, pesawat kuasa diperlukan untuk mengindek 2 kali lebar medium daripada pesawat tanah. Jika anda mahu mengurangkan indentasi lapisan kuasa, jadikan tebal medium sebanyak mungkin.

Prinsip umum untuk diikuti dalam rancangan bentangan papan cetak berbilang lapisan:

(1) Pesawat lapisan bekalan kuasa seharusnya dekat dengan pesawat pendaratan, dan dirancang di bawah pesawat pendaratan.

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

(3) isyarat digital dan isyarat analog untuk mempunyai desain izolasi, pertama-tama untuk menghindari isyarat digital dan isyarat analog dalam lapisan yang sama, jika tidak dapat menghindari, boleh menggunakan wayar isyarat analog dan kawasan isyarat digital, dengan grooves dan cara lain untuk mengisolasi kawasan isyarat analog dan kawasan isyarat digital. Sama juga dengan bekalan kuasa analog dan digital. Terutama bekalan kuasa digital, radiasi sangat besar, mesti terpisah dan disekrin.

(4) Garis dicetak di lapisan tengah membentuk panduan gelombang planar, dan garis microstrip di lapisan permukaan membentuk ciri-ciri penghantaran yang berbeza.

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

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

Kesimpulan

Kompatibiliti elektromagnetik papan PCB boleh diperbaiki dengan besar melalui desain nombor lapisan dan bentangan lapisan. Rancangan lapisan terutama mempertimbangkan lapisan kuasa dan lapisan tanah, isyarat frekuensi tinggi, isyarat istimewa, isyarat sensitif. Bentangan lapisan terutama mempertimbangkan pelbagai bentangan sambungan, garis tanah dan kuasa, bentangan jam dan isyarat kelajuan tinggi, isyarat analog dan bentangan maklumat digital.