PCB Haberleri - Elektromagnetik uyumlu teknolojiye dayanan silme tasarımı

Elektromagnetik Kompatibilitçe (Elektromagnetik Kompatibilitçe, Kısa olarak EMC) elektromagnet uyumluluğu teknolojisine dayanan PCB tasarımlama metodu, ortaya çıkan büyük bir diziplindir. Bu genellikle elektromagnet araştırmalarını ve karşılaşma sorunlarını çalışır. Elektromagnetik uyumluluğu, elektronik ekipmanlar ya da sistem belirtilen elektromagnet çevre seviyesi altında elektromagnet araştırmaları yüzünden performans indeksini azaltmıyor ve bunların üretilen elektromagnet radyasyon sınırlı sınır seviyesinden daha büyük değil ve diğer sistemlerin normal işlemesini etkilemiyor. Ve ekipmanlar ve ekipmanlar, sistemler ve sistemler arasında müdahale olmayan amacını ve güvenilir olarak birlikte çalışmak amacına ulaştırın. Elektromagnetik araştırma (EMI) elektromagnētik araştırma kaynakları, birleşme yolları üzerinden enerji hassas sistemlere gönderir. Üç temel formu içeriyor: kablolar ve kamu zemin kabloları tarafından, uzay radyasyonu ya da yakın alan birleşmesi tarafından. Çalışma, devre şematik doğru tasarlanmış olsa da ve basılmış devre tahtası doğru tasarlanmamış olsa da elektronik ekipmanların güveniliğine ters bir etkisi olacağını kanıtladı. Bu yüzden, basılı devre tahtasının elektromagnetik uyumluluğunu sağlamak bütün sistem tasarımının anahtarı. Bu makale genellikle elektromagnetik uyumluluğu teknolojisi ve çoklu katı basılı devre tahtasında kullanılmasını tartışıyor (Yazılı Döngü Taşı, kısa için PCB) tasarımı. Makel Shenzhen Honglijie Elektronik'den söylüyor!

PCB tahtası elektronik ürünlerde devre komponentlerinin ve aygıtlarının desteğidir. Dört komponentleri ve aygıtlar arasında elektrik bağlantıları sağlar ve çeşitli elektronik ekipmanların en temel komponenti. Bugünlerde, büyük ölçek ve çok büyük ölçek entegre devreler elektronik ekipmanlarda geniş olarak kullanıldı ve basılı devre tahtalarındaki komponentlerin yükselen yoğunluğu yükseliyor ve sinyal transmisi hızı hızlandırıyor. EMC sorunları daha büyük ve daha önemli oldu. PCB'nin tek taraflı tahtası (tek katı tahtası), iki taraflı tahta (çift katı tahtası) ve çoklu katı tahtası vardır. Tek ve çift paneller genelde düşük ve orta yoğunluklık sürücü devreler ve düşük integrasyon devreleri için kullanılır. Çok katı tahtalar yüksek yoğunluklık sürücü ve yüksek integrasyon devreleri kullanır. Elektromagnetik uyumluluğundan, tek taraflı ve iki taraflı tahtalar yüksek hızlı devreler için uyumlu değildir. Tek taraflı ve iki taraflı uçuş artık yüksek performans devrelerin ihtiyaçlarını yerine getiremez. Daha fazla katı dönüştürme devrelerinin geliştirilmesi yukarıdaki sorunları çözmesi için bir ihtimal sağlar. Uygulama daha genişletiyor.

1 Çoklu katı dönüştürme karakteristikleri

PCB, birçok katı yapısıyla organik ve organik dielektrik maddelerden oluşturulmuş. Sınırlar arasındaki bağlantılar delikler üzerinden fark edilir. Döşekler arasındaki elektrik sinyal yönetimini fark etmek için metal materyallerle plakalar ya da doldurur. Çoklu katlanma sürücüsünün geniş kullanılmasının nedeni aşağıdaki özelliklerdir:

(1) Birçok katmanın içinde özel bir güç katı ve yerleştirme katı verilir. Güç katmanı araştırmaları azaltmak için ses dönüşü olarak kullanabilir; Aynı zamanda, güç katı da sistemdeki tüm sinyallerin ortak impedans bağlantı arayüzünü yok etmesi için bir döngü sağlıyor. Elektrik tasarımının engellemesini azaltın, bu yüzden ortak impedans engellemesini azaltırsın.

(2) Çok katlı tahta özel bir yerleştirme katını kullanır ve tüm sinyal hatları için özel yerleştirme kabloları var. Sinyal çizginin özellikleri: stabil impedance ve kolay eşleşme, dalga formu bozukluğunu, yansıtma yüzünden sebep olan bozukluğunu azaltıyor; Aynı zamanda özel bir toprak katının kullanımı sinyal çizgi ve toprak çizgi arasında dağıtılmış kapasitesini arttırır ve karışık konuşmayı azaltır.

İzlenmiş devre tahtasının Laminated design of printed circuit board

2.1 PCB düzenleme kuralları

Birçok katmanyetik devre tahtalarının elektromagnetik uyumluluğu analizi Kirchhoff'un yasasına ve Faraday'nin elektromagnetik induksiyonun yasasına dayanabilir. Kirchhoff'un yasasına göre, yükleme kaynağından gelen her zaman domena sinyali en düşük impedans ile bir yol olmalı.

Çok katlı PCB'ler genelde yüksek hızlı, yüksek performans sistemlerinde kullanılır. Daha doğru ağımdaki (DC) güç veya yer referans uçakları için birçok katı kullanılır. Bu uçaklar genelde hiçbir bölüm olmadan sert uçaklardır, çünkü güç ya da toprak için yeterince katı var, yani aynı katta farklı DC voltajlarını koymaya gerek yok. Bu katı, onların yanındaki yayın hatlarının sinyalleri için a ğımdaki dönüş yolu olarak kullanılacak. Aşağı düşük impedance yollarını inşa etmek bu uçak katlarının en önemli EMC hedefidir.

Sinyal katları fiziksel referans uçak katları arasında dağıtılır ve simetrik strip hatları ve asimetrik strip hatları olabilir. Çoklu katmanın yapısını ve düzenini göstermek için bir örnek olarak 12 katmanın tahtasını alın. Yüksek yapısı T-P-S-P-S-P-S-P-S-S-S-P-P-B, "T" en üst katıdır, "P" referans uçak katıdır ve "S" sinyal katıdır. "B" alt katı. Yukarı katından aşağı katına kadar ilk katı, ikinci katı ve on iki katı. Üst ve aşağı katlar komponentler için patlama olarak kullanılır. İzlerden doğrudan radyasyon azaltmak için sinyaller üst ve aşağı katlar arasında fazla uzun zaman gönderilmez. İşleşmez sinyal çizgileri birbirinden ayrılmalı. Bunun amacı birbirimizin aralarında ilişkilendirmesini engellemek. Yüksek frekans ve düşük frekans, yüksek current ve küçük current, dijital ve analog sinyal çizgileri eşleşmez. Komponentü düzeninde, uyumsuz komponentler yazılmış tahtada farklı konumlara yerleştirilmeli. Sinyal hatlarının düzeni hala gerekli. Onları ayırmak için dikkatli ol. Tasarımlandığında, bu 3 sorunlara dikkat et:

(1) Farklı DC voltajları için hangi referans uçak katmanın çoklu elektrik temsil bölgelerini bulunacağını belirleyin. 11. katının çoklu DC voltasyonu olduğunu tahmin ediyoruz, tasarımcının 10. katından ve alt katından mümkün olduğunca yüksek hızlı sinyali tutması gerektiğini anlamına geliyor. Çünkü dönüş akışı 10. katının üstündeki referans uçağından geçemez ve dikme kapasiteleri gerektiğini anlamına geliyor. Yüksek hızlı sinyaller için 5, 7 ve 9 katı sinyal katı. Önemli sinyallerin izleri, kattaki olası izler kanallarının sayısını iyileştirmek için en mümkün olduğunca bir yönde bulunmalıdır. Farklı katlarda dağıtılan sinyal izleri birbirlerine perpendikul olmalı. Bu, hatlar arasındaki elektrik ve manyetik alanların bağlantısını düşürebilir. 3. ve 7. katı "doğu-batı" izleri olarak ayarlanabilir ve 5. ve 9. katı "Kuzey ve Güney" çizgileri yola ayarlanır. Yönlendirme kıyafetinin katı desteğe ulaştığı yönden bağlı.

(2) Yüksek hızlı sinyal yolculuğu sırasında katı değişiklikleri ve bağımsız bir yolculuğu için farklı katlar kullanılır, gerekli olduğu sürece referans uça ğından yeni bir referans uçağa dönüşünü sağlamak için kullanılır. Bu sinyal döngü alanını azaltmak ve döngünün farklı modunu ağımdaki radyasyon ve ortak modunu ağımdaki radyasyon azaltmak için. Loop radyasyonu şu anda şiddetlik ve döngü alanına uyumlu. Aslında en iyi tasarım, referans uçağını değiştirmek için tekrar dönüşünü istemiyor, ama sadece referans uçağının bir tarafından diğerine değiştirmek için. Örneğin, sinyal katlarının kombinasyonu sinyal katı çifti olarak kullanılabilir: katı 3 ve katı 5, katı 5 ve katı 7, katı 7 ve katı 9, bu da doğu-batı yöntemi ve kuzey-güney yöntemi bir sürücü kombinasyonu oluşturabilir. Fakat 3. katı ve 9. katının kombinasyonu kullanılmamalı, çünkü bu 4. katından 8. katına dönüş akışını istiyor. Yüksek frekanslar üzerinde bir çözümleme kapasitörü yolunda yerleştirilebilir olsa da, kapasitör lider ve induktans üzerinden bulunduğu için kullanılmaz. Ve bu tür sürücü sinyal döngüsünün bölgesini arttıracak. Bu, şu anda radyasyonu azaltmak için yaramaz.

(3) Referans uçak katmanı için DC voltajı seçin. Bu örnekte, işlemci içerisinde sinyal işlemlerinin yüksek hızı yüzünden güç/yeryüzünde bir sürü ses var. Bu yüzden, aynı DC voltajını işlemcisine sağlamak ve mümkün olduğunca etkili olarak kapasiteleri deşiklik etmek için kapasitörleri kullanmak çok önemli. Bu komponentlerin induktansını azaltmanın en iyi yolu, izleri mümkün olduğunca kısa ve geniş olarak bağlamak ve vialları mümkün olduğunca kısa ve kalın yapmak.

Eğer ikinci katı "toprak" olarak ayırılırsa ve dördüncü katı işlemcisinin enerji tasarımı olarak ayırılırsa, şişeler, işlemci ve kapasitelerin yerleştirildiği en üst katından kısa olmalı. Tahtanın alt katına uzanan alanın kalan kısmı önemli akışlar içermez ve kısa mesafe anten etkisi yok. Tablo 1, stack tasarım düzeninin referans yapılandırmasını listeler.

2.2 20-H kuralı ve 3-W kuralı

Çoklukatı PCB tahtasının elektromagnetik uyumluluğu tasarımında, çokatı tahtasının ve kenarın enerji katmanının uzağını belirlemek ve basılı çizgilerin arasındaki uzağını çözmek için iki temel prensip var: 20-H kuralı ve 3-W kuralı.

20-H prensipi: Manyetik akışı arasındaki bağlantı yüzünden, RF akışı genellikle güç uçağının kenarında bulunuyor. Bu uzaktaki bağlantı kenar etkisi denir. Yüksek hızlı dijital mantık ve saat sinyalleri kullanıldığında güç uçakları birbiriyle etkilenecek. RF akışını, 1. görüntüde gösterdiği gibi çiftin. Bu etkini azaltmak için, enerji uçağının fiziksel boyutu yeryüzünde en yakın fiziksel boyuttan en az 20 H olmalı (H, elektrik uçağının ve yeryüzündeki uçağın arasındaki mesafetidir). Elektrik tasarımının sınır etkisi genellikle 10H, 20H yaklaşık magnetsik fluksinin %10 blok edildiğinde, magnetsik fluksinin %98'ünü bulmak istiyorsanız, 1'de gösterilen şekilde %100 sınır değerine ihtiyacınız var. 20-H kuralı enerji uçağı ve en yakın toprak uçağı arasındaki fiziksel mesafeyi belirliyor. Bu mesafe bakra kalınlığı, önceden doldurulma ve ayrılma katmanı içeriyor. 20-H kullanarak PCB'nin rezonant frekansiyasını arttırabilir. 3-W kuralı: İki basılı çizgi arasındaki mesafe küçük olduğunda, elektromagnet çarpışma iki çizgi arasında oluşacak, bu yüzden bağlı devre yanlış olabilir. Bu arayüzden kaçırmak için, her çizgi boşluğunu 3 kere bastırma çizgi genişliğinden az tutun, yani 3W'den az değil (W bastırılmış çizgi genişliği). Bastırılmış çizginin genişliği çizgi impedance şartlarına bağlı. Uçak yoğunluğuna çok geniş etkileyecek ve terminal'a gönderilen sinyalin bütünlüğüne ve gücüne çok kısa etkileyecek. Saat devrelerinin, farklı çiftler ve I/O portları 3-W prensipinin temel uygulama nesnelerindir. 3-W prensipi sadece elektromagnetik flux çizginin sınırını temsil ediyor ki kısıtlı konuşma enerjisinin %70'e ulaşıyor. Eğer ihtiyaçları yükseklerse, elektromagnet flux sınırı çizgisinin, karışık konuşma enerjisinin %98'e eriştirilmesi gibi, 10W aralığını kabul etmeli.

2.3. Yer kablosunun ayarlaması

Öncelikle, dağıtılmış parametrelerin konseptini kurmalıyız. Frekans belirli frekanslardan daha yüksek olduğunda, her metal kablo dirençliğinden ve induktansından oluşan bir cihaz olarak kabul edilmeli. Bu yüzden, yerleştirme lideri belli bir impedans var ve elektrik bir döngü oluşturuyor. Tek nokta yerleştirmesi veya çoklu nokta yerleştirmesi, gerçek yere veya çantaya girmek için düşük impedans dönüsü oluşturmalı. 25 mm uzunluğu olan tipik yazılmış bir çizgi yaklaşık 15-20nH inceleme gösterecek. Paylaştırılmış kapasitenin varlığıyla birlikte yeryüzü tabağı ve ekipmanın çantası arasında rezonant devre oluşturulacak. İkinci olarak, toprak akışı toprak çizgisinden geçtiğinde, transmis çizgi etkisi ve anten etkisi üretir. Çizginin uzunluğu 1/4 dalga uzunluğunda, yüksek bir impedans gösterir, yerleştirme kabı gerçekten a çık bir devre ve yerleştirme kabı dışarıda ışıklandıran anten olur. Sonunda, yerleştirme tabağı yüksek frekans akışları ve rahatsızlıklar tarafından oluşturduğu yatak akışları ile doludur. Bu yüzden, temel noktalar arasında birçok dönüş oluşturuyor. Bu döngülerin (ya da yerleştirme noktaları arasındaki uzağın) en yüksek frekansların dalga uzunluğunun 1/20'den az olmalı. Doğru cihazı seçmek tasarım başarısı için önemli bir faktördür. Özellikle bir mantıklı cihazı seçtiğinde, 5'den uzun süre yükselmesi için mantıklı cihazı seçmeye çalışın. Asla devre gerektiğinden daha hızlı zamanlama ile mantıklı bir cihazı seçmeyin.

2.4 Güç kablosunun ayarlaması

Çok katlanmış tahtalar için enerji teslimatı katlanmış katlanma yapısı elektrik teslimatı için kullanılır. Bu yapının özellikleri engellemesi, 1Î'den daha az olabilecek yol çiftinden daha küçüktür. Bu yapı kesin bir kapasite sahiptir, ve her integral çip yanında yüksek frekans kapasitelerini çözürmeye gerek yok. Gerçek kapasitesinin kapasitesi yeterli olmasa bile, dışarıdaki kapasitesin ihtiyacı olduğunda, integral çip yanında eklenmemeli, ancak basılı tahtada her yerde eklenebilir. Tümleşik çipinin güç pini ve toprak pini, deliklerden metaliz edilen güç katı ve toprak katı ile doğrudan bağlantılı olabilir, bu yüzden güç sağlama döngüsü her zaman en küçük. "current always taking the path of the least impedance" prensipi yüzünden, yüksek frequency return flow on the ground always runs near the track, unless there is a barrier to block the ground, so the signal loop is always the smallest. Elektrik katı stratum yapısının basit ve fleksibil düzenlemenin ve yolculuğun enerji tasarımıyla karşılaştığı güçlü elektromagnet uyumluluğunun avantajları olduğunu görebiliyor.