Tin tức về PCB - Thiết kế dây điện dựa trên công nghệ tương thích điện.

Bảng mạch đa lớp dây Thiết kế PCBmethod based on electromagnetic compatibility technology
Electromagnetic Compatibility (Electro-Magnetic Compatibility, EMC for short) is an emerging comprehensive discipline, mà chủ yếu nghiên cứu vấn đề nhiễu điện từ và chống nhiễu. Sự kết hợp điện từ có nghĩa là thiết bị hay hệ thống điện tử không giảm chỉ mục năng lượng do nhiễu điện từ dưới mức môi trường điện từ đã xác định, và bức xạ điện từ do chúng tạo ra không lớn hơn mức giới hạn giới hạn hạn, và không ảnh hưởng đến hoạt động thường lệ của các hệ thống khác. Và đạt được mục tiêu không bị can thiệp giữa thiết bị và thiết bị, hệ thống, và làm việc cùng nhau. Electromagnetic interference (EMI) is caused by electromagnetic interference sources transmitting energy to sensitive systems through coupling paths. Nó bao gồm ba hình dạng cơ bản: dẫn truyền bằng dây điện và dây công cộng., và qua phóng xạ vũ trụ hay nối cận trường. Thực tế đã chứng minh rằng cho dù thiết kế mạch có được thiết kế đúng, và bảng mạch đã in không được thiết kế đúng cách., nó sẽ ảnh hưởng xấu tính tin cậy của thiết bị điện tử.. Do đó, đảm bảo sự tương thích điện từ của bảng mạch in là chìa khóa cho to àn bộ thiết kế hệ thống.. This article mainly discusses electromagnetic compatibility Technology and its application in multi-layer printed circuit board (Printed Circuit Board, PCB for short) design. Bài báo được trích dẫn từ Thâm Quyến Honglijie Electronics!

Bảng PCB là hỗ trợ các thành phần và thiết bị điện tử trong các sản phẩm điện tử.. Nó cung cấp kết nối điện giữa các thành phần mạch và thiết bị và là yếu tố cơ bản nhất của các thiết bị điện tử khác nhau.. Ngày, Các hệ thống tổng hợp lớn và rất lớn đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử., và độ dày của các thành phần trên bảng mạch đã được in ngày càng cao, và tốc độ truyền tín hiệu ngày càng nhanh hơn. Các vấn đề EMC ngày càng nổi bật. PCB has single-sided board (single-layer board), double-sided board (double-layer board) and multi-layer board. Những tấm đơn và đôi thường được dùng cho các mạch điện kết nối thấp và trung dày, và mạch hòa nhập thấp., và các ván đa lớp sử dụng hệ thống dây điện đông đúc. Từ góc độ tương thích điện từ., đơn mặt và hai mặt ván không thích hợp cho mạch tốc độ cao. Dây nối đơn mặt và hai mặt không còn có thể đáp ứng yêu cầu của mạch năng suất cao nữa.. Việc phát triển các mạch điện nhiều lớp cho phép giải quyết các vấn đề trên đây.. Ứng dụng càng lúc càng lớn.

Cao quy định của dây nối nhiều lớp

The PCB is composed of hữu cơ và vô cơ diesel điện, với a multilớp structure. Sự kết nối giữa các lớp được thực hiện qua các lỗ. Các lỗ thông hơi được mạ hay phủ đầy các vật liệu kim loại để dẫn tín hiệu điện giữa các lớp. Lý do tại sao dây nối nhiều lớp được sử dụng rộng có các đặc điểm:

Một lớp năng lượng đặc biệt và lớp nền được cung cấp bên trong lớp đa lớp. Cấp điện có thể được dùng như một vòng đỡ ồn để giảm nhiễu; Cũng đồng thời, lớp năng lượng cũng cung cấp một vòng lặp cho mọi tín hiệu trong hệ thống để loại bỏ sự nhiễu liên kết gây chú ý chung. Giảm cản trở của đường cung cấp năng lượng, để giảm cản trở thường lệ.

(2) Tấm trải đa lớp dùng một lớp nền đặc biệt, và có những sợi dây tạo đất đặc biệt cho mọi đường dây tín hiệu. Các đặc trưng của đường dây tín hiệu: Trở ngại ổn định và sự khớp dễ dàng, giảm sự bóp méo dạng sóng do phản chiếu. Đồng thời, việc sử dụng một lớp đất đặc biệt làm tăng khả năng phân phối giữa đường tín hiệu và đường đất và giảm việc nói chéo.

2 Thiết kế được bọc bởi bảng mạch in

Điều luật dây PCB

Việc phân tích s ự hòa hợp điện từ của các mạch đa lớp có thể dựa trên luật pháp của Kirchmhof và luật của Faraday về sự tiến hóa từ trường. Theo luật của Kirchmhof, bất cứ tín hiệu thời gian từ nguồn lên tải đều phải có một con đường trở nên khó khăn nhất.

Những chiếc b-ti có nhiều lớp được sử dụng thường trong hệ thống cao tốc, với mức năng lượng cao, nơi có nhiều lớp được dùng cho máy bay trực tiếp có điện hay mặt đất. Những máy bay này thường là máy bay cứng mà không có sự phân chia nào, vì có đủ lớp để tạo năng lượng hay mặt đất, nên không cần phải đặt các lớp điện chính khác nhau lên cùng lớp. Lớp này sẽ được dùng làm đường trở lại hiện thời cho tín hiệu trên các đường truyền kế tiếp nó. Cấu hình đường dẫn trở ngại thấp là mục tiêu EMC quan trọng nhất của các lớp máy bay này.

Các lớp phát tín hiệu được phân phối giữa các lớp máy bay vật lý tham chiếu, và chúng có thể là các sọc đối xứng và các lục địa không phù hợp. Lấy một tấm ván 12-lớp làm ví dụ để minh họa cấu trúc và sơ đồ của tấm ván đa lớp. B ộ cấu trúc theo lớp là T-P-S-S-P-S-S-S-S-S-P-B, "T" là lớp trên, chữ P"là lớp trên mặt máy bay tham chiếu, và"S"là lớp phát tín hiệu. "B" là lớp dưới. Từ lớp trên tới lớp dưới là lớp đầu tiên, lớp thứ hai, và lớp 12th. Lớp trên và phía dưới được dùng làm đệm cho các thành phần. Tín hiệu không nên truyền quá lâu giữa các lớp trên và dưới để giảm bức xạ trực tiếp từ vết tích. Những đường dây tín hiệu vô định phải tách ra khỏi nhau. Mục đích của việc này là tránh sự can thiệp giữa hai người. Đường dây tín hiệu tần số cao, tần số thấp, tốc độ cao và nhỏ, điện tử và Analog không thích hợp. In the computer bố trí, các thành phần không khớp phải được đặt ở các vị trí khác nhau trên tấm in. Thiết kế đường dây tín hiệu vẫn cần thiết. Cẩn thận cô lập chúng. Hãy chú ý tới ba vấn đề sau khi thiết kế:

(1) Xác định lớp máy bay tham khảo nào chứa nhiều vùng cung cấp năng lượng cho các xung điện DC khác nhau. Giả sử rằng lớp 11th có nhiều điện tự động DC, nó có nghĩa là thiết kế phải giữ tín hiệu tốc độ cao càng xa càng tốt từ lớp 10th và lớp dưới, bởi vì dòng chảy trở về không thể chảy qua lớp tham khảo phía trên 10th, và các tụ điện may được yêu cầu. Lớp 5, 7 và 9 là lớp phát tín hiệu cho tín hiệu tốc độ cao. Dấu vết của những tín hiệu quan trọng nên được vạch ra theo một hướng càng nhiều càng tốt để tối ưu hóa số lượng các kênh có thể theo dấu trên lớp. Dấu hiệu tín hiệu được phân phối trên các lớp khác nhau nên vuông góc với nhau, nó có thể làm giảm sự nhiễu nối giữa các đường điện và từ trường. Lớp thứ ba và thứ bảy có thể được định dạng như dấu vết "đông-tây", và lớp thứ năm và 9th được đặt theo tuyến đường cho "Bắc và Nam". Lớp trên vải lộ trình phụ thuộc vào hướng nó đến đích.

(2) Các lớp bị thay đổi trong suốt lộ trình tín hiệu tốc độ cao, và các lớp khác nhau được dùng cho lộ trình độc lập, để đảm bảo rằng dòng điện trở về từ máy bay tham chiếu đến một máy bay mới nếu cần thiết. Mục đích này là giảm vùng dây tín hiệu và giảm độ phân biệt của chế độ dòng và phóng xạ theo chế độ phổ biến. Phóng xạ ánh sáng là tỉ lệ với độ mạnh và vùng vòng thời gian. Trên thực tế, thiết kế tốt nhất không yêu cầu dòng chảy trở về để thay đổi máy bay tham chiếu, nhưng chỉ đơn giản thay đổi từ bên này của máy bay tham chiếu sang bên kia. Ví dụ, một tổ hợp các lớp phát tín hiệu có thể được dùng làm các cặp lớp phát tín hiệu: lớp 3 và lớp năm, lớp năm và lớp 7, lớp 7 và lớp 9, cho phép một hướng đông-tây và một hướng bắc-nam tạo ra một tổ hợp dây điện. Tuy nhiên, sự kết hợp của lớp 3 và lớp 9 không nên được dùng, vì điều này yêu cầu dòng chảy trở lại từ lớp bốn tới lớp 8. Mặc dù tụ điện tách ra có thể được đặt gần đường, với tần số cao, tụ điện vô dụng vì có chì và qua tính tự nhiên. Và dây dẫn này sẽ làm tăng khu vực của đường dây tín hiệu, không thể tránh được để giảm bức xạ hiện tại.

(3) Chọn điện chính cho lớp máy bay tham chiếu. Trong ví dụ này, nhờ tốc độ xử lý tín hiệu cao bên trong bộ xử lý, có rất nhiều tiếng ồn trên cái huy hiệu điện/ mặt đất. Do đó, rất quan trọng khi sử dụng các tụ điện tách ra để cung cấp cùng điện DC cho bộ xử lý, và sử dụng các tụ điện tách ra hiệu quả nhất có thể. Cách tốt nhất để giảm tính tự nhiên của các thành phần này là kết nối các dấu vết ngắn và rộng nhất có thể, và làm nhanh chóng và dày nhất có thể.

Nếu lớp thứ hai được phân phối như "mặt đất" và lớp thứ tư được phân phối như nguồn cung điện của bộ trình xử lý, các phương tiện nên ngắn nhất có thể so với lớp trên nơi bộ vi xử lý và hộp tụ điện tách ra. Phần còn lại của khoảng trống trải tới lớp dưới của tấm ván không chứa bất kỳ dòng chảy quan trọng nào, và khoảng cách ngắn không có hiệu ứng ăng-ten. Bảng 1 liệt kê các cấu hình tham chiếu của bố trí thiết kế xếp.

luật 2.2 20-H và luật 3-W

In the electromagnetic compatibility design of the Bảng PCB đa lớp, có hai nguyên tắc cơ bản để xác định khoảng cách giữa lớp năng lượng của tấm ván đa lớp và cạnh và giải quyết khoảng cách giữa các dải in: luật 9H và quy tắc 3-W.

Nguyên tắc 20-H: Do sự kết nối giữa luồng từ., Dòng điện RF thường tồn tại ở rìa máy bay điện.. This interlớp móc nối được gọi là rìa effect. Khi sử dụng hệ thống logic và đồng hồ với tốc độ cao, các máy bay năng lượng sẽ tương tác với nhau. Ra dòng RF, như đã hiển thị trong hình 1. Để giảm hiệu ứng này, the physical size of the power plane should be at least 20H smaller than the physical size closest to the ground plane (H is the distance between the power plane and the ground plane). The edge effect of the power Supply usually occurs at about 10H, Độ 20H Khi khoảng mười lớp của luồng từ đã bị chặn, nếu bạn muốn đạt được một số ứng dụng tế bào phản xạ đã bị chặn., bạn cần giá trị giới hạn 100 Name, như đã hiển thị trong hình 1. Điều luật 20-H quyết định khoảng cách vật lý giữa máy bay năng lượng và máy bay mặt đất gần nhất. Khoảng cách này bao gồm độ dày đồng, lắp, Lớp cách ly. Sử dụng 20-H có thể tăng tần số cộng hưởng của cả PCB..
Điều luật 3-W: Khi khoảng cách giữa hai dòng in là nhỏ, xung điện từ sẽ phát ra giữa hai đường, mà sẽ gây ra sự cố của hệ thống điện tử.. Để tránh sự can thiệp này, Giữ khoảng cách dòng nào ít hơn ba lần độ rộng của đường in., đó là, not less than 3W (W is the printed line width). Độ rộng của đường in tùy thuộc vào trường hợp cản trở dòng.. Quá rộng sẽ ảnh hưởng tới mật độ dây., và quá hẹp sẽ ảnh hưởng đến độ nguyên vẹn và sức mạnh của tín hiệu được truyền tới thiết bị cuối.. Dây dẫn mạch đồng hồ, Nhóm phân biệt, và tôi/O các cổng đều là vật thể ứng dụng cơ bản của nguyên tắc 3-W. Nguyên tắc 3-W chỉ đại diện cho giới hạn của đường luồng điện từ nơi năng lượng chia cắt giảm dần. Nếu yêu cầu cao hơn, như đường biên giới luồng điện từ mà sự suy giảm năng lượng qua đó đã bị suy giảm bằng hôm nay, Khoảng thời gian của 10W phải được chấp nhận.

2.3 sự sắp xếp của sợi dây mặt đất

Trước hết, chúng ta phải thiết lập khái niệm về các tham số được chia ra. Khi tần số cao hơn một tần số nhất định, những dây kim loại phải được coi là một thiết bị có thể kháng cự và tự nhiên. Do đó, đầu dẫn nền có một phần cản trở nhất định là một vòng điện. Cho dù đó là một điểm đất hay một điểm nhiều điểm, nó phải tạo ra một đường cong nhỏ để đi vào mặt đất hoặc giá treo. Một đường in điển hình với độ dài 25mm sẽ hiển thị khoảng độ tự nhiên cỡ 15-20nmH. Cùng với sự hiện diện của tụ điện phân phối, sẽ có một vòng quay cộng hưởng giữa mặt đất và giá của thiết bị. Thứ hai, khi dòng điện mặt đất chảy qua đường đất, nó sẽ tạo ra hiệu ứng đường truyền và hiệu ứng ăng-ten. Khi độ dài của đường dây là độ nổi 1/4, nó hiển thị một cản cao cao, dây tạo đất thực sự là một mạch mở, và dây tạo đất trở thành một ăng-ten phát ra ngoài. Cuối cùng, tấm nền được lấp đầy với những dòng chảy xoáy được hình thành bởi những dòng chảy tần số cao và nhiễu. Do đó, nhiều vòng thời gian được hình thành giữa điểm điểm Đường kính của các vòng (hay khoảng cách giữa các điểm tạo đất) phải thấp hơn 1/20 của độ dài sóng cao nhất. Chọn đúng thiết bị là một yếu tố quan trọng để thiết kế thành công. Đặc biệt khi chọn một thiết bị logic, hãy cố chọn một thiết bị logic với thời gian tăng lên dài hơn 5n. Không bao giờ được chọn một thiết bị logic với thời gian nhanh hơn mạch cần thiết.

2.4 Sắp xếp dây cung điện

Đối với ván đa lớp, cấu trúc cung cấp sức mạnh lớp dưới mặt đất được dùng cho nguồn cung cấp năng lượng. Khả năng cản trở đặc trưng của cấu trúc này còn nhỏ hơn nhiều so với cấu trúc của các cặp đường ray, có thể thấp hơn cả số 1;2069; Cấu trúc này có một số tụ điện nhất định, và không cần phải thêm các tụ điện tách cắt tần số cao cạnh mỗi con chip được tổng hợp. Thậm chí nếu khả năng của tụ điện lớp không đủ, khi cần một tụ điện tách ra bên ngoài, nó không nên được thêm vào cạnh con chip tổng hợp, mà có thể được thêm ở bất cứ đâu trên tấm ván in. Cái chốt điện và mảnh đất của con chip được nối trực tiếp với lớp sức mạnh và lớp mặt đất thông qua các lỗ được làm cho nguồn cung cấp năng lượng luôn là cái nhỏ nhất. Do nguyên tắc của "dòng chảy luôn luôn đi trên con đường trở ngại ít nhất", dòng chảy trở lại tần số cao trên mặt đất luôn chạy gần con đường, trừ khi có một rào chắn ngăn chặn mặt đất, vì vậy vòng tín hiệu luôn là nhỏ nhất. Có thể thấy rằng cấu trúc cấp độ lớp lớp điện có những lợi thế của sơ đồ đơn giản và linh hoạt và sự hòa hợp điện từ tốt so với nguồn cung cấp năng lượng của quỹ đạo.