PCB Blogu - PCB tahtasına dayanan Elektromagnetik Kompatibillik Tasarımı

1. İçeritroduction to PCB
PCB, Çin ismi, Bastırılmış devre tahtaları,önemli bir elektronik komponenti, elektronik komponentler için destek vücudu, elektronik komponentler için elektrik bağlantılar sağlayan. Çünkü elektronik yazdırmayı kullanarak, buna "basılı" devre tahtası deniyor.. Bastırılmış devre kurulun icatçısı Avusturya Paul Eisler idi., 1936'da bir radyo biriminde basılı devre tahtasını kullanmış. 1943 yılında, Amerikalılar askeri radyolarda teknolojiyi geniş olarak kullandılar.. 1948 yılında, Amerika resmi olarak reklam kullanımı için icat ettiği. Yazılı devre tahtası teknolojisi sadece 1950'lerin ortasından beri geniş olarak kabul edildi.. Gelmeden önce Bastırılmış devre tahtaları, elektronik komponentlerin arasındaki bağlantısı kabloların doğrudan bağlantısıyla ulaştı.. Şimdi..., devre panelleri sadece etkili deneysel aletler olarak bulunuyor; Bastırılmış devre tahtaları elektronik endüstri'nin. Devre katlarının sayısına göre klasifikasyon: tek tarafına bölünmüş, iki taraf ve çok katı tahtalar. Genelde 4 katlı tahtalar veya 6 katlı tahtalar., ve kompleks çoklu katı tahtaları on katdan fazla ulaşabilir.

1. Üç ana bölüm türü var. PCB tahtası:
1) Single panel
A single-sided board is a basic PCB with parts concentrated on one side and wires on the other side. Çünkü kablolar sadece bir tarafta görünüyor., bu tür PCB, tek taraflı olarak adlandırılır. Çünkü tek tahtalar devreleri tasarlamak için çok sıkı sınırlar var., sadece erken devreler bu tür tahtaları kullandı.
2) Double panel
The double-sided circuit board has wiring on both sides, ama kabloları iki tarafta kullanmak için, iki tarafın arasında doğru bir devre bağlantısı olmalı.. Böyle devreler arasındaki "köprüler"ler. Vias, PCB'deki küçük deliklerdir., metalle dolu ya da boyanmış, iki tarafta kablo ile bağlantılı olabilir. Çünkü iki taraflı tahtaların tek taraflı tahtaların iki katı vardır., Çünkü düzenleme ayrılması, tek taraflı tahtalardan daha karmaşık devreler için daha uygun..
3) Multilayer board
In order to increase the area that can be wired, Çok katı tahtaları birkaç ya da iki taraflı kablo tahtalarını kullanır. Çift taraflı iç katı ile basılı devre tahtası, iki taraflı dış katı, iki iki taraflı iç katı ve iki taraflı dış katı, bir yerleştirme sistemi ile birlikte değiştirilmiş ve bağlama maddeleri, ve davranış örnekleri. Düzenleme gerekçelerine göre bağlantılı olan çarpılmış devre tahtaları dört katı ve altı katı haline gelir. Bastırılmış devre tahtaları, çok katı olarak bilinen Bastırılmış devre tahtaları. Tahtanın katlarının sayısı birkaç bağımsız kablo katlarını temsil ediyor., genellikle katların sayısı, ve iki dış katı. Çoğu anne tahtası 4-8 katı yapılarıdır., fakat teknik olarak, yaklaşık 100 katı PCB tahtasıbaşarılı olabilir. Çoğu büyük süper bilgisayarlar çok katı anal tahtalarını kullanır., fakat bu bilgisayarlar birçok sıradan bilgisayarlar ile değiştirilebilir., Çok fazla katı tahtaları kullanımından yavaşça düştü.. Çünkü PCB'deki katlar sıkı bir şekilde, genelde gerçek sayıyı görmek kolay değil., Ama anne tahtasına yakın bakarsanız,, hala görebiliyorsunuz..

Yavaş ve zor klasifikasyona göre, sıradan devre tahtalarına ve fleksible devre tahtalarına bölüyor.. PCB elektronik ekipmanlardaki devre komponentleri için çalışma platformudur.. Dört komponentleri arasında elektrik bağlantılar sağlıyor.. Onun performansı elektronik ekipmanların kalitesine doğrudan bağlı.. Mikro elektronik teknolojinin hızlı gelişmesi ve devre integrasyonu geliştirmesi ile, Komponentlerin yoğunluğunu PCB tahtası daha yüksek ve daha yüksek, ve sistem çalışma hızı hızlı ve hızlı, PCB elektromagnyetik uyumluluğun tasarımı daha ve daha önemli, Sistemin stabil ve normal operasyonun anahtarı.

2. Common EMI in PCB
There are two ways to solve the electromagnetic compatibility problem in PCB tasarlama: active reduction and passive compensation. Bu nedenle, elektromagnyetik araştırmalarının araştırma kaynağı ve yayılma yolu analiz edilmeli. Genelde PCB tasarımında bulunan elektromagnet araştırmaları içeriyor: yönetilmiş araştırmalar, karışık konuşma aracılığı ve radyasyon aracılığı.
2.1 Conducted interference
Conducted interference mainly affects other circuits through wire coupling and common mode impedance coupling. Örneğin, gürültü bir elektrik devrelerinden bir sisteme girerse, elektrik temsili kullanan tüm devreler etkilenecek. Şekil 1'de, sesin ortak modun impedansı ile birleştirildiğini gösteriyor.. Döngü 1 ve devre 2 enerji elektriği ve yeryüzü dönüşünü almak için ortak bir kablo kullanır.. Eğer devre 1'nin voltajı aniden yükselmesi gerekiyorsa, 2. devre voltasyonu ortak güç sağlığına ve iki devre arasındaki impedance düşüyor olmalı..
2.2 Crosstalk Araştırma
Crosstalk is when one signal line interferes with another adjacent signal path. Genelde yakın devreler ve yöneticiler, ve devrelerin ve yöneticilerin karşılaştırılması ve karşılaştırılması tarafından. Örneğin, PCB'deki strip çizgi düşük seviye sinyali taşıyor., paralel sürücünün uzunluğu 10 cm'den fazladığında,, karşılaştırma müdahalesi oluşacak. Çapraz konuşması elektrik alanın karşılaştığı kapasitesi ve magnetsik alanın karşılaştırılması yüzünden sebep olabilir., PCB striptiz çizgisinin karışık konuşma sorunu düşündüğünde, Ana sorun şu ki elektrik alanın ve manyetik alanın birleşmesinin.
2.3 Radiated Interference
Radiated interference is the interference introduced by the radiation of space electromagnetic waves. PCB'deki radyasyon araştırmaları, aslında kablo ve iç izler arasındaki ortak mod radyasyon araştırmaları.. Elektromagnetik dalgalar bir yayım hattına radyasyon edildiğinde alan-hatta bağlantısının problemi oluyor.. Çizgi boyunca dağıtılmış küçük voltaj kaynakları ortak moda ve farklı moda komponentlere bölünebilir. Ortak moda akışı, iki kablo üzerindeki akışını küçük amplitür farklısıyla anlatır ama aynı fazla, Farklı mod akışı, aynı amplitude ve tersi fazla olan iki kablo üzerindeki akışı.

3. Electromagnetic compatibility design of PCB
With the increasing density of electronic components and circuits on the PCB tahtası, sistemin güveniliğini ve stabiliğini geliştirmek için, uyuşturucu ölçüler alınmalıdır. PCB tahtası elektromagnyetik uyumluluğun ihtiyaçlarına uyuyor ve sistemin karşılaşma performansını geliştirir.

3.1 Seçim PCB tahtası
In PCB tahtası design, Elektromagnetik alanların karşılaştırılması nedeniyle yakın iletişim hatlarının sinyalleri arasında bulunuyor.. Bu yüzden..., PCB elektromagnyetik uyumluluğunu tasarladığında, ilk olarak PCB büyüklüğünü düşünün. PCB büyüklüğü çok büyük., yazılmış çizgi çok uzun., ve imkansız olasılıkla artırır., gürültü gücü düşürecek, ve pahalı da arttırır. PCB boyutu çok küçük olursa, yakın iletişim hatlarının arasında, ve sıcaklık patlama performansı iyi değildir.. Yükseklerin sayısı PCB tahtası güç teslimatının bütün faktörlerine göre karar verildi., toprak türü, sinyal çizgilerinin yoğunluğunu, sinyal frekansı, özel düzenleme için gerekli sinyal sayısı, çevreli elementler, maliyeti ve fiyatı. EMC'nin ciddi ihtiyaçlarını yerine getirmek ve üretim maliyetini düşünmek için, Yer uçağını yaklaşık olarak arttırmak PCB EMC tasarımının bir yöntemidir.. Güç sağlama katı için, İçindeki elektrik katı bölümü genellikle çoklu güç malzemelerinin ihtiyaçlarına uyabilir., fakat eğer birçok güç malzemesi gerekirse, iki ya da daha fazla katı güç sağlama uçakları. Sinyal katmanı için, sinyal çizgilerinin yolculuk yoğunluğunu, EMC görüntü noktasından, anahtar sinyallerin koruması veya izolasyonu, bu şekilde, uyumlu katların sayısını arttırmak için.

3.2 PCB layout design
The layout of the PCB should generally follow the following principles:
(1) Try to shorten the connection between high-frequency components and reduce their distribution parameters and mutual electromagnetic interference. Kolayca rahatsız edilen komponentler birlikte çok yakın olmamalı., ve girdi ve çıkış mümkün olduğunca uzak tutmalıdır..
(2) There may be a high voltage between some components or wires, ve aralarındaki mesafe, boşaltma yüzünden olasılık kısa devreyi kaçırmak için arttırmalıdır..
(3) The device with large heat generation should leave space for the heat sink, veya bütün makinelerin altındaki tabağına bile yerleştirmek için sıcaklık patlamasını kolaylaştırmak için. Termal elementler ısıtma elementlerinden uzak tutmalıdır..
(4) Arrange the position of each functional unit according to the circuit flow, bu şekilde dizim sinyal döngüsü için uygun, ve sinyal mümkün olduğunca aynı yönü tutabilir.
(5) Take the component of each functional module as the center, ve çevresinde komponentler arasındaki ilk ve bağlantı uzunluğunu azaltmak ve küçültmek için ayarlayın.
(6) Comprehensively consider the distribution parameters among the components. Komponentleri mümkün olduğunca paralel olarak düzenle, Bu sadece karşılaşma yeteneğini arttırmak için, Ayrıca güzel bir görüntü var ve kütle üretim kolay.

3.3 Layout design of components
Compared with discrete components, Tümleşik devre komponentlerinin iyi mühürlenmesinin avantajları vardır., daha az çözücü birlikler ve düşük hata hızı, ve tercih edilmeli. Aynı zamanda, Daha yavaş sinyal eğimi olan bir cihazı seçmek sinyal tarafından oluşturulan yüksek frekans komponentlerini azaltır. SMD komponentlerinin tam kullanımı bağlantının uzunluğunu kısayabilir, impedansını azaltın, ve elektromagnyetik uyumluluğunu geliştirir. Komponentleri düzenleyince, ilk olarak onları belli bir şekilde toplayın, Onları aynı grupta birleştir., Komponentlerin uzayda birbirine karşı karşılaşmasını sağlamak için ayrı ayrı karşılaşmayan komponentleri ayarlayın.. Ayrıca, ağır komponentler bileşenlerle ayarlanmalıdır.

3.4 Şifre tasarımı PCB tahtası
PCB tasarımının genel prensipi, saat ve duyarlı sinyal hatlarını ilk olarak yerleştirmek., ve sonra hızlı sinyal hatlarını, ve önemsiz sinyal çizgileri. Döndüğünde, genel prensip altında, the following details need to be considered:
(1) In the multi-layer board wiring, a "well"-shaped network structure is used between adjacent layers;
(2) Reduce wire bending and avoid sudden change in wire width. Özellikle impedans değişikliklerini engellemek için, the corners of the signal lines should be designed into arcs or connected with 45-degree broken lines;
(3) The distance between the outer conductors or components of the PCB tahtası yazılmış masanın kenarından 2 mm daha az değil, Bu, sadece özelliklerin değiştirmesini engellemeyecek, but also facilitates PCB clamping;
(4) For devices that must lay a large area of copper foil, they should be grid-shaped and connected to the ground through vias;
(5) Short and thin wires can effectively suppress interference, Ama çok küçük kablo genişliği kablo direniyetini arttıracak. Kablon genişliği kablodan geçen şu anda bağlı.. Genelde konuşuyor., 0'in kalınlığı olan bakra için.05mm ve 1mm genişliğinde. Faul yükü 1A.. Düşük enerji dijital integral devreler için, 0 çizgi genişliği.2- 0.5 mm seçilebilir. Aynı PCB'de, Yer ve güç çizgilerinin genişliği sinyal çizgilerinden daha büyük olmalı..

3.5 Güç hattı tasarımı PCB tahtası
(1) According to the size of the PCB current of the printed board, Elektrik çizginin genişliğini ve yeryüzü çizgisini azaltmak için. Aynı zamanda, elektrik çizginin yönünü ve yeryüzü çizginin veri göndermesinin yönüne uygun oluşturur., Bu, gürültü karşı gürültü yeteneğini. .
(2) Try to use SMD components, Pins uzunluğunu kısa et, kapasitör elektrik dizisinin alanını azaltır, ve komponentlerin dağıtılmış etkisini azaltır.
(3) Add a power filter to the front end of the power transformer to suppress common mode noise and differential mode noise, ve dışarıdaki ve iç gürültü sesinin.
(4) Filter capacitors and decoupling capacitors should be added to the power supply lines of the printed circuit board. Yüksek frekans filtresi için tahtasının güç içerisine büyük kapasitet elektrolitik kapasitesini ekle, ve sonra yüksek frekans filtresi için küçük kapasitet keramik kapasitesini paralel olarak bağlayın.
(5) Do not overlap the analog power supply and the digital power supply to avoid coupling capacitance and mutual interference.

3.6 Temel kablo tasarımı PCB tahtası
(1) In order to reduce the ground loop interference, döngüsünün oluşturulmasını yok etmek için. Özellikle, Bölüm değiştirici, optocoupler izolasyonu, etc.. toprak döngüsünü kesmek için kullanılabilir, ya da bir balans devresi döngüsünü yok etmek için kullanılabilir.
(2) In order to eliminate the coupling of the common impedance, ortak yeryüzü kablosunun engellemesi, kablo kalıntılı olmalı, ya da bakır yeryüzünde kalmalı; diğer taraftan, uyumlu temel yöntemleri tarafından karşılaştırılmasını engelleyebilir., yani tek nokta temel alanı, Sırada Hybrid tek nokta temel alanı tamamen ortak impedans yok ediyor.
(3) In order to eliminate the interference of digital devices to analog devices, dijital toprak ve analog toprak ayrılmalıdır, analog toprak ve dijital toprak ayrı olarak ayarlanmalıdır.. Yüksek frekans devreleri genellikle seride. Yer kablosu kısa ve kalın olmalı., Yüksek frekans komponentlerinin çevresinde bakır bölgesinde.

3.7 kristal oscillatör devreleri üzerinde PCB tahtası
Kristal oscillatör devresinin frekansı yüksektir., bu sistemin önemli bir kaynağı oluşturuyor.. Kristal oscillatör devrelerinin düzeni hakkında, there are the following considerations:
(1) The crystal oscillator circuit is as close as possible to the integrated block, ve girişi bağlayan tüm basılı çizgiler/Kristal oscillatörünün çıkış terminalleri gürültü araştırmalarının etkisini azaltmak ve kristal oscillatörünün kapasitesini dağıtmak için mümkün olduğunca kısa..
(2) The ground wire of the crystal oscillator capacitor should be connected to the device using the wide and short printed wire as possible; the digital ground pins close to the crystal oscillator should minimize the number of vias.
(3) The crystal case is grounded.

3.8 Elektrostatik koruma tasarımı PCB tahtası
Elektrostatik patlama yüksek potansiyel tarafından karakterizi alıyor., düşük yük, yüksek current ve short time. The electrostatic protection of PCB design can be considered from the following aspects:
(1) Try to choose components with high anti-static level, elektrostatik patlama kaynaklarından uzak tutulmalıdır.. Testler, her kilovolt elektrostatik voltajın kırılma mesafesinin yaklaşık 1 mm olduğunu gösterdi., Eğer komponentler elektrostatik patlama kaynağından 16 mm uzakta tutulursa,, the electrostatic voltage of about 16KV can be resisted;
(2) Ensure that the signal return has a short path, and selectively add filter capacitors and decoupling capacitors to improve the electrostatic discharge immunity of the signal line;
(3) Use protection devices such as voltage transient suppression diodes to protect the circuit;
(4) Relevant personnel must wear an electrostatic wristband when touching the PCB to avoid electrostatic accumulation damage caused by the movement of human charge.

4. Conclusion
PCB electromagnetic compatibility design is to reduce external electromagnetic radiation and improve the ability to resist electromagnetic interference. Düzenli düzenleme ve düzenleme tasarımın anahtarı. Bu makalede tanımlanmış çeşitli metodlar ve teknikler yüksek hızlı PCB'lerin EMC özelliklerini geliştirmek için faydalı.. Elbette., bunlar sadece EMC tasarımın bir parçasıdır.. Reflected noise, radyasyon emisyon sesi, diğer işlem teknoloji sorunları genelde. Interference. Gerçek tasarımda, Elektromagnetik karşı mantıklı müdahale ölçülerini tasarım hedef ihtiyaçlarına ve tasarlama koşullarına göre kabul edilmeli., ve bütün düşünceler tasarlamak için Bastırılmış devre tahtaları İyi EMC performansı ile.