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PCB部落格 - PCB板設計與電磁相容性的探討

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PCB板設計與電磁相容性的探討

2022-08-15
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Author:pcb

在高速過程中 電路板 設計, 電磁相容設計是一個重點和難點. 本文從層設計和層佈局兩方面討論了如何减少傳導耦合和輻射耦合引起的電磁干擾,提高電磁相容性. 許多電子產品的可靠性和穩定性問題都是由電磁相容性設計的失敗引起的. 常見問題包括訊號失真, 訊號雜訊過大, 工作時訊號不穩定, 系統容易崩潰, 該系統易受環境干擾, 抗干擾能力差. 電磁相容性設計是一項相當複雜的科技, 從設計到電磁學等知識.


層配寘

的層 PCB板 主要包括電源層, 接地層和訊號層, 層的數量是每層數量的總和. 在設計過程中, 第一步是組織和分類所有來源和理由, 以及各種訊號, 並在分類的基礎上進行部署和設計. 正常情况下, 不同的電源應劃分為不同的層, 不同的接地也應具有相應的接地平面. 各種特殊訊號, 例如時鐘高頻訊號, 需要單獨設計, 需要添加接地平面來遮罩特殊訊號,以提高電磁相容性. 當然, 成本也是要考慮的因素之一. 在設計過程中, 應在系統的電磁相容性和成本之間找到平衡點. 電源平面設計的首要考慮是電源的類型和數量. 如果只有一個電源, 考慮單個電源平面. 在高功率要求的情况下, 也可以有多個電源層向不同層的設備供電. 如果有多個電源, 可以考慮設計多個電源層, 也可以在同一電源層中劃分不同的電源. 細分的前提是電源之間沒有交叉, 如果有交叉, 必須設計多個電源層. 訊號層數的設計應考慮所有訊號的特性. 特殊訊號的分層和遮罩是需要考慮的有限問題. 正常情况下, 首先使用設計軟體進行設計, 然後根據具體細節進行修改. 在層設計中必須考慮訊號密度和特殊信號完整性. 特殊資訊, 如有必要,請確保將接地平面層設計為遮罩層. 一般來說, 如果不是純粹出於成本考慮,則不建議採用單面或雙面設計. 儘管單面和雙面電路板加工簡單,成本效益高, 在高訊號密度和複雜訊號結構的情况下, 例如高速數位電路或類比-數位混合電路, 因為單面板沒有特殊的參攷接地層, 環是面積新增,輻射新增. 由於缺乏有效的遮罩, 系統的抗干擾能力也降低. 的佈局設計 PCB板 層, 在確定訊號和層之後, 每層的佈局也需要科學設計.


PCB板設計中間層的佈局設計遵循以下原則:

1)將電源平面放置在相應接地平面附近。 該設計的目的是形成耦合電容器,並與PCB上的去耦電容器一起工作,以降低功率平面的阻抗並獲得更寬的濾波效果。

2)參攷層的選擇非常重要。 理論上,電源層和接地平面都可以用作參攷層,但接地平面通常可以接地,囙此遮罩效果比電源平面好得多。 囙此,一般來說,優選地平面作為參攷層。 參攷平面。

3)兩個相鄰層的關鍵訊號不能穿過分區。 否則,將形成大的訊號環路,導致强輻射和耦合。

4)為了保持接地平面的完整性,不能在接地平面上進行任何跡線。 如果訊號線密度太大,可以考慮在電源平面邊緣佈線。

5)接地層設計在高速訊號、導頻訊號、高頻訊號等關鍵訊號下,使訊號回路路徑最短,輻射最小。

6)在高速電路設計過程中,必須考慮如何處理電源的輻射和對整個系統的干擾。 通常,電源平面的面積應小於接地平面的面積,以便接地平面可以遮罩電源。 一般情况下,電源平面需要凹陷接地平面介電厚度的2倍。 如果要减少電源平面的壓痕,必須使電介質的厚度盡可能小。


多層印製板佈局設計應遵循的一般原則:

1)電源平面應靠近接地平面,並設計在接地平面下方。

2)佈線層應設計成與整個金屬平面相鄰。

3)數位信號和類比信號應當具有隔離設計。 首先,必須避免數位信號和類比信號在同一層上。 如果無法避免,類比信號和數位信號可以在不同的區域中路由,類比信號區域和類比信號區域可以通過開槽和其他方法分離。 數位信號區域隔離。 類比電源和數位電源也是如此。 特別是數位電源,輻射非常大,必須隔離和遮罩。

4)中間層的印刷線形成平面波導,表面層形成微帶線,兩者的傳輸特性不同。

5)時鐘電路和高頻電路是干擾和輻射的主要來源,必須單獨佈置,遠離敏感電路。

6)不同層中包含的雜散電流和高頻輻射電流不同,佈線時不能平等對待。

的電磁相容性 PCB板 可以通過層數、設計和層數的佈局來大大改進. 層數設計主要考慮電源層和接地層, 高頻訊號, 特殊訊號, 和敏感訊號. 層佈局主要考慮各種耦合, 接地和電源線佈局, 時鐘和高速訊號佈局, 類比信號和數位資訊佈局.