Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Mặt phẳng hình ảnh là một lớp dây dẫn đồng (hoặc dây dẫn khác) nằm bên trong bảng mạch in (PCB). Nó có thể là một mặt phẳng điện áp, hoặc một mặt phẳng tham chiếu 0V liền kề với mạch hoặc lớp định tuyến tín hiệu. Trong những năm 1990, khái niệm máy bay hình ảnh đã được sử dụng rộng rãi và bây giờ nó là một danh từ độc quyền cho các tiêu chuẩn công nghiệp. Bài viết này sẽ giải thích định nghĩa, nguyên tắc và thiết kế của mặt phẳng hình ảnh.
Định nghĩa của image plane
Dòng RF phải được trả về nguồn hiện tại thông qua một đường dẫn được xác định trước đó hoặc đường dẫn khác; Tóm lại, con đường trở lại này là một mặt phẳng hình ảnh. Mặt phẳng hình ảnh có thể là hình ảnh phản chiếu (gương) của hệ thống dây điện ban đầu hoặc nằm trên một đường dẫn khác gần đó, đó là nhiễu xuyên âm; Mặt phẳng hình ảnh có thể là mặt phẳng điện, mặt phẳng mặt đất hoặc không gian tự do (không gian tự do). Không gian Dòng RF sẽ được ghép nối với bất kỳ đường truyền nào dưới dạng điện dung hoặc cảm ứng, miễn là trở kháng của đường truyền đó nhỏ hơn trở kháng của đường truyền được xác định trước đó. Tuy nhiên, để đáp ứng các tiêu chuẩn EMC, bạn phải tránh sử dụng không gian trống làm đường dẫn trở lại.
Mặc dù PCB một mặt có thể làm giảm chi phí, cấu trúc đơn giản này có thể không phù hợp với tiêu chuẩn EMC. Hầu hết các PCB 2 hoặc 4 lớp có tính toàn vẹn tín hiệu tương đối cao và có thể vượt qua thử nghiệm EMC. Xếp chồng PCB mật độ cao (bảng nhiều lớp) có thể cung cấp sự ức chế tần số vô tuyến từ 6dB đến 8dB cho mỗi cặp mặt phẳng hình ảnh, do hiệu quả của việc loại bỏ thông lượng từ. Có một quy tắc đơn giản mà bạn có thể sử dụng để xác định khi nào nên sử dụng bảng nhiều lớp: khi tần số vượt quá 5 MHz hoặc khi thời gian tăng nhanh hơn 5 ns, bạn phải sử dụng bảng nhiều lớp.
Định nghĩa của conduction
Cả dấu vết và mặt phẳng đồng đều có một lượng điện cảm hạn chế. Khi điện áp được áp dụng cho dấu vết hoặc đường truyền, những cảm ứng này sẽ ngăn chặn dòng điện được tạo ra, do đó hai dây trở thành bức xạ chế độ chung không cân bằng và dòng điện từ không thể giảm. Trong cấu trúc bảng mạch, có ba loại cảm ứng khác nhau:
. Một phần cảm ứng: cảm ứng hiện diện trong dấu vết của dây dẫn hoặc PCB.
Tự cảm: Điện cảm của một đoạn dây, trái ngược với một đoạn dây dài vô hạn.
Common Part Induction: Ảnh hưởng của một phần tự cảm đến phần tự cảm thứ hai.
So với điện dung và điện trở, độ cảm là khó đo nhất. Cuộn cảm đại diện cho các đặc tính động của vòng lặp hiện tại đóng. Điện cảm là tỷ lệ của thông lượng từ đi qua một vòng kín với dòng điện tạo ra nó. Biểu thức toán học của nó là: Lij=Isla ij/li, Isla là thông lượng từ và I là dòng điện trong vòng lặp. Trong vòng kín, giá trị cảm ứng có liên quan đến hình dạng và kích thước của vòng lặp. Khi thiết kế PCB, các kỹ sư thường bỏ qua cảm ứng của dấu vết. Cảm ứng luôn liên quan đến vòng kín. Các hiệu ứng cảm ứng của vòng kín có thể được mô tả bằng các hiệu ứng cảm ứng một phần và phổ biến một phần.
Phần tự cảm
Điện cảm bên trong của dây dẫn, được tạo ra bởi dòng điện từ bên trong dây dẫn. Tổng điện cảm một phần của vòng kín bằng tổng điện cảm một phần của mỗi phần, tức là Li của mỗi phần bằng với đảo/Li, đảo đại diện cho thông lượng từ tính được ghép vào mạch trong phần i, i là dòng điện của phần i và Li là điện cảm một phần. Do đó, các mạch khác nhau sẽ có giá trị cảm ứng một phần khác nhau. Chúng tôi quan tâm đến giá trị cảm ứng một phần, không phải tổng giá trị cảm ứng của dấu vết. Ngoài ra, một phần tự cảm có thể được sử dụng để dẫn xuất một phần tự cảm chung.
Công cộng một phần tự cảm
Các yếu tố chính làm cho mặt phẳng hình ảnh loại bỏ thông lượng từ tính đến từ "cảm ứng một phần chung". Sau khi loại bỏ thông lượng từ tính, các đường từ tính có thể được kết nối và đường trở lại tốt nhất cho dòng tần số vô tuyến có thể được tìm thấy. Điện cảm một phần của chính nó đề cập đến điện cảm của một phần vòng lặp cụ thể và không liên quan đến các phần vòng lặp khác. Hình 1 cho thấy một phần cảm ứng của chính nó. Dòng điện trong vòng lặp dấu vết là I và Lp là một phần tự cảm của phần dấu vết. Giả sử quỹ đạo này kéo dài từ một đầu hữu hạn đến đầu kia của vô hạn.
Về mặt lý thuyết, mặc dù các phần tự cảm của chúng không liên quan đến các dây liền kề, nhưng trên thực tế, các dây liền kề ở khoảng cách nhỏ hơn sẽ thay đổi các giá trị tự cảm một phần của nhau. Điều này là do một dây sẽ tương tác với các dây khác để phân phối dòng điện không còn đồng đều trên toàn bộ chiều dài dây. Điều này đặc biệt rõ ràng hơn khi tỷ lệ khoảng cách và bán kính giữa hai dây nhỏ hơn 5: 1.
Hình 1: Một phần của tự cảm
Giữa hai dây, sẽ có một điện cảm một phần chung. Phần chung Capacitive Mp dựa trên hệ thống dây song song, hoặc khoảng cách giữa các đoạn dây. Mp là tỷ lệ "thông lượng từ tính được tạo ra bởi dòng điện trong dây đầu tiên (đến một khoảng cách bằng dây thứ hai)" so với "dòng điện được tạo ra bởi dây đầu tiên". Hình 2 cho thấy sự tự cảm một phần phổ biến. Mạch tương đương của nó được thể hiện trong Hình 3 và biểu thức toán học của mạch này như sau:
Hình 2: Common Part Induction
Hình 3: Điện cảm một phần chung giữa hai dây
Bây giờ có khái niệm về điện cảm một phần chung, hãy xem xét việc truyền tín hiệu, chẳng hạn như tín hiệu tần số, trên các mạch trong Hình 3. V1 nằm trên đường tín hiệu và V2 nằm trên đường hồi dòng RF. Giả sử hai đường này tạo thành một đường tín hiệu và đường trở lại của nó, vì vậy I1=I và I2=-I. Nếu không có sự hiện diện của điện cảm một phần chung, hai đường này sẽ không thể khớp với nhau, mạch sẽ không hoạt động đúng và không tạo thành một vòng kín. Sự sụt giảm điện áp trong hình 3 sẽ trở thành:
Từ công thức trên, người ta có thể biết rằng nếu giảm điện áp, phần chung của điện cảm (Mp) phải được tăng lên.
Cách dễ nhất để tăng phần chung của cảm ứng là làm cho đường dẫn của RF trở lại dòng điện càng gần dấu vết tín hiệu càng tốt. Cách tốt nhất để thiết kế là sử dụng tần số vô tuyến để quay trở lại mặt phẳng gần dấu vết tín hiệu. Khoảng cách giữa chúng nên càng nhỏ càng tốt trong phạm vi có thể đạt được.
Một phần của độ tự cảm luôn có trong dây và nó giống như mặc định. Do đó, nó tương đương với một ăng-ten có tần số cộng hưởng cụ thể. "Tự cảm một phần chung" có thể làm giảm tác động của "tự cảm một phần". Bằng cách giảm khoảng cách giữa hai dây dẫn, độ tự cảm của các thành phần riêng lẻ có thể được giảm, do đó đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn tương thích EMI.
Để tối đa hóa hiệu quả của phần chung của cảm ứng, dòng điện trong cả hai dây phải có cùng kích thước nhưng theo hướng ngược lại. Đó là lý do tại sao mặt phẳng hình ảnh (hoặc đường mặt đất) có thể rất hiệu quả. Giữa hai dây song song, có một số điện cảm phổ biến thay đổi theo khoảng cách và chiều dài của hai dây (tham khảo thông số kỹ thuật của dây). Khi khoảng cách và chiều dài của hai dây song song là nhỏ nhất, giá trị cảm ứng của phần chung của chúng sẽ lớn nhất.
Nếu vật liệu điện môi được sử dụng để tách mặt phẳng nguồn và mặt đất, thì "cảm ứng phần chung" sẽ đóng vai trò gì vào thời điểm này? Tương tự như vậy, miễn là khoảng cách giữa hai mặt phẳng là nhỏ, giá trị cảm ứng cho phần chung sẽ lớn. Tại thời điểm này, dòng tín hiệu RF được đo trên mặt phẳng công suất phải bằng không.
Bởi vì nó được bù đắp bởi dòng điện trở lại RF có cùng kích thước và theo hướng ngược lại.
Ngoài ra, cần lưu ý rằng nếu giá trị cảm ứng của phần chung giữa hai dây giảm, không chỉ hiệu ứng của mặt phẳng hình ảnh sẽ giảm mà giá trị điện dung giữa hai mặt phẳng cũng tăng.
