Piirilevykerroksen suunnittelulla ja sähkömagneettisella yhteensopivuudella on niin suuri suhde?

Suurnopeuspiirilevyjen suunnitteluprosessissa sähkömagneettisen yhteensopivuuden suunnittelu on tärkeä ja vaikea kohta. Tässä artikkelissa keskustellaan siitä, miten voidaan vähentää kytkentälähteen etenemispolkua ja vähentää johtamiskytkennän ja säteilykytkennän aiheuttamia sähkömagneettisia häiriöitä ja parantaa sähkömagneettista yhteensopivuutta kerroksen suunnittelun ja kerroksen ulkoasun näkökulmista.

1. Esittely

Monet sähköisten tuotteiden luotettavuus- ja vakavuusongelmat johtuvat sähkömagneettisesta yhteensopivuudesta. Yleisiä ongelmia ovat signaalin vääristyminen, liiallinen signaalin kohina, epävakaat signaalit työn aikana, järjestelmä on alttiina kaatumaan, järjestelmä on alttiina ympäristöhäiriöille ja heikko häiriöidenvastaisuus. Sähkömagneettisen yhteensopivuuden suunnittelu on melko monimutkainen tekniikka, jolla on tietoa suunnittelusta sähkömagnetiikkaan. Tässä artikkelissa käsitellään joitain empiirisiä tekniikoita kerrossuunnittelun ja tason asettelun suhteen tarjotakseen viitteitä sähkötekniikan suunnittelijoille.

2. Tasojen kokoonpano

Piirilevykerrokset sisältävät pääasiassa tehokerroksen, maakerroksen ja signaalikerroksen, ja kerrosten lukumäärä on kunkin kerroksen lukumäärän summa. Suunnitteluprosessissa ensimmäinen askel on kaikkien lähteiden ja perusteiden sekä erilaisten signaalien yhteensovittaminen ja luokittelu sekä käyttöönotto ja suunnittelu luokituksen perusteella. Yleensä eri teholähteet tulisi jakaa eri kerroksiin ja eri perusteilla tulisi olla myös vastaavat maatasot. Erilaiset erikoissignaalit, kuten kellon korkeat ja taajuussignaalit, on suunniteltava erikseen, ja maataso on lisättävä erityisten signaalien suojaamiseksi sähkömagneettisen yhteensopivuuden parantamiseksi. Kun kustannukset ovat myös yksi huomioitavista tekijöistä, on löydettävä tasapaino järjestelmän sähkömagneettisen yhteensopivuuden ja järjestelmän kustannusten välillä suunnitteluprosessin aikana.

Monikerroslevyn virtalähdemoduulin valmistaja Kiina

Ensimmäinen huomio tehotason suunnittelussa on virtalähteiden tyyppi ja lukumäärä. Jos virtalähdettä on vain yksi, voit harkita yhtä virtakerrosta. Suurtehovaatimuksissa voi olla myös useita tehokerroksia eri kerrosten virtalaitteisiin. Jos virtalähteitä on useita, voit harkita useiden tehokerrosten suunnittelua tai jakaa eri virtalähteet samalle energiakerrokselle. Jaon lähtökohtana on, että virtalähteiden välillä ei ole ristiä. Jos risti on, on suunniteltava useita virtalähdekerroksia.

Signaalikerrosten määrän suunnittelussa tulisi ottaa huomioon kaikkien signaalien ominaisuudet. Erityisten signaalien kerrostaminen ja suojaaminen ovat kysymyksiä, joita on harkittava rajoitetusti. Suunnitteluun käytetään yleensä suunnitteluohjelmistoa, jota muokataan sitten tiettyjen yksityiskohtien mukaan. Signaalitiheyden ja erityisten signaalien eheyden on oltava kysymyksiä, jotka on otettava huomioon kerrossuunnittelussa. Erityistä tietoa varten maatasokerros on tarvittaessa suunniteltava suojakerrokseksi.

Normaalitilanteissa, ellei kyse ole pelkästään kustannusnäkökohdista, yhden tai kaksoispaneelien suunnittelua ei suositella. Vaikka yhden paneelin ja kaksoispaneelin prosessointi on yksinkertaista ja edullinen, mutta korkean signaalin tiheyden ja monimutkaisen signaalirakenteen tapauksessa, kuten nopea digitaalinen piiri tai analogia-digitaalinen hybridi, koska yhdellä paneelilla ei ole erityinen viitemaadoituskerros, silmukka Pinta-ala kasvaa ja säteily kasvaa. Efektiivisen suojauksen puuttumisen vuoksi myös järjestelmän häiriöidenvastaisuus vähenee.

3. Piirilevykerroksen asettelu

Sen jälkeen kun signaalit ja kerrokset on määritetty, kunkin kerroksen asettelu on myös suunniteltava tieteellisesti. Piirilevyn keskikerroksen ulkoasun suunnittelu noudattaa seuraavia periaatteita:

(1) Tehotaso on vastaavan maatason vieressä. Tämän suunnittelun tarkoituksena on muodostaa kytkentäkondensaattori ja työskennellä piirilevyllä olevan erotuskondensaattorin kanssa tehotason impedanssin vähentämiseksi ja laajemman suodatusvaikutuksen aikaansaamiseksi.

(2) Viitekerroksen valinta on erittäin tärkeä. Teoriassa sekä voimakerrosta että maatasoa voidaan käyttää referenssikerroksena, mutta maataso voidaan yleensä maadoittaa, joten suojavaikutus on paljon parempi kuin voimakerros, joten maataso on yleensä suositeltavampi. Vertailutasona.

(3) Kahden vierekkäisen kerroksen avainsignaalit eivät voi ylittää osiota. Muutoin muodostuu suurempi signaalisilmukka, mikä johtaa voimakkaampaan säteilyyn ja kytkemiseen.

(4) Pohjatason eheyden säilyttämiseksi ei ole mahdollista kulkea maatasolla. Jos signaalilinjan tiheys on liian suuri, voit harkita reitittämistä sähkökerroksen reunalla.

(5) Suunnittele maakerros avainsignaalien, kuten nopeiden signaalien, pilottisignaalien ja korkeataajuussignaalien, alapuolelle siten, että signaalisilmukka on lyhin ja säteily on minimaalinen.

(6) Nopeiden piirien suunnitteluprosessissa on tarpeen miettiä, miten käsitellä virtalähteen säteily ja koko järjestelmän häiriöt. Yleensä tehotason pinta-alan tulee olla pienempi kuin maatason pinta-ala, jotta maataso voi suojata virtalähdettä. Yleensä tehotaso vaaditaan syvennetyksi kaksi kertaa niin paksuksi kuin maataso. Jos voimakerroksen taipumista halutaan vähentää, väliaineen paksuuden tulisi olla mahdollisimman pieni.

Kulta-sormen monikerroksisten piirilevyjen toimittajat

Yleisperiaatteet, joita on noudatettava monikerroksisten painettujen levyjen suunnittelussa:

(1) Tehotason tason tulisi olla lähellä maatasoa ja se on suunniteltava maatason alapuolelle.

(2) Johdotuskerros tulisi suunnitella koko metallitason viereen.

(3) Digitaalisen signaalin ja analogisen signaalin on oltava eristetty. Ensinnäkin digitaalista signaalia ja analogista signaalia on vältettävä samassa kerroksessa. Jos sitä ei voida välttää, analoginen signaali ja digitaalinen signaali voidaan reitittää alueille ja analogisen signaalin alue voidaan jakaa. Eristetty digitaalisesta signaalialueesta. Sama pätee analogiseen ja digitaalitehoon. Erityisesti digitaalinen virtalähde, säteily on erittäin suuri, se on eristettävä ja suojattu.

(4) Keskikerroksen painetut viivat muodostavat tasomaisen aaltoputken, ja mikroliuskaviiva muodostetaan pintakerrokseen. Näiden kahden siirto-ominaisuudet ovat erilaisia.

(5) Kellopiirit ja korkeataajuuspiirit ovat pääasiallisia häiriöiden ja säteilyn lähteitä, ja ne on järjestettävä erikseen ja herkkien piirejen ulkopuolelle.

(6) Eri kerrosten sisältämät hajavirrat ja korkeataajuiset säteilyvirrat ovat erilaisia. Johdotuksen yhteydessä niitä ei voida kohdella tasavertaisesti.

4. Yhteenveto

Kerrosten lukumäärän ja kerrosten suunnittelun avulla voidaan parantaa huomattavasti piirilevyn sähkömagneettista yhteensopivuutta. Kerroksen suunnittelussa tulisi pääasiassa ottaa huomioon tehokerros ja maakerros, korkeataajuiset signaalit, erikoissignaalit ja herkät signaalit. Kerroksen asettelussa tulisi pääasiassa ottaa huomioon erilaisten kytkentöjen, maadoitus- ja voimajohtojen asettelu, kello- ja nopea signaalien asettelu, analoginen signaali ja digitaalinen informaatioasettelu.