Дизайн слоя печатной платы и электромагнитная совместимость имеют такие большие отношения?

В процессе проектирования высокоскоростных плат дизайн электромагнитной совместимости является важным и трудным моментом. В этой статье обсуждается, как уменьшить путь распространения источника связи и уменьшить электромагнитные помехи, вызванные проводимостью и радиационной связью, а также улучшить электромагнитную совместимость с точки зрения проектирования слоев и размещения слоев.

1. Введение

Многие проблемы надежности и стабильности электронных изделий обусловлены электромагнитной совместимостью конструкции. Общие проблемы включают искажение сигнала, чрезмерный шумовой сигнал, нестабильные сигналы во время работы, система подвержена сбоям, система подвержена влиянию окружающей среды и плохой помехоустойчивости. Конструкция с электромагнитной совместимостью - довольно сложная технология со знаниями от проектирования до электромагнетизма. В этой статье обсуждаются некоторые эмпирические методы с точки зрения дизайна слоя и расположения слоя, чтобы предоставить некоторые ссылки для инженеров-электронщиков.

2. Конфигурация слоев

Слои платы PCB в основном включают в себя уровень мощности, слой заземления и уровень сигнала, а количество уровней является суммой количества каждого уровня. В процессе проектирования первым шагом является координация и классификация всех источников и оснований и различных сигналов, а также развертывание и проектирование на основе классификации. В общем, разные источники питания должны быть разделены на разные слои, и разные площадки также должны иметь соответствующие плоскости заземления. Различные специальные сигналы, такие как синхросигналы и синхросигналы, должны разрабатываться отдельно, а заземляющая плоскость должна быть добавлена ​​для экранирования специальных сигналов для улучшения электромагнитной совместимости. Когда стоимость также является одним из факторов, которые необходимо учитывать, необходимо найти баланс между электромагнитной совместимостью и стоимостью системы в процессе проектирования.

Многослойная плата модуля питания производителя Китай

Первое соображение при проектировании силовой плоскости - это тип и количество источников питания. Если есть только один источник питания, вы можете рассмотреть один уровень мощности. В случае высоких требований к мощности, также может быть несколько уровней мощности для питания устройств разных уровней. Если имеется несколько блоков питания, вы можете рассмотреть возможность создания нескольких уровней питания или разделить разные блоки питания на один и тот же уровень мощности. Предпосылка разделения заключается в том, что между источниками питания нет никакой помехи. Если есть пересечение, несколько слоев источника питания должны быть спроектированы.

Расчет количества сигнальных слоев должен учитывать характеристики всех сигналов. Расслоение специальных сигналов и экранирование - это вопросы, которые должны рассматриваться ограниченным образом. В общем, программное обеспечение для проектирования используется для проектирования, а затем модифицируется в соответствии с конкретными деталями. Плотность сигнала и целостность специальных сигналов должны быть вопросами, которые необходимо учитывать при проектировании слоя. Для специальной информации слой заземления должен быть выполнен как защитный слой, если это необходимо.

При нормальных обстоятельствах, если это не чисто соображения стоимости, не рекомендуется проектировать одинарные или двойные панели. Хотя одиночная панель и двойная панель имеют простую обработку и низкую стоимость, но в случае высокой плотности сигнала и сложной структуры сигнала, таких как высокоскоростные цифровые схемы или аналого-цифровые гибридные схемы, поскольку единственная панель не имеет Специальный опорный слой земли, петля Площадь увеличивается, а излучение увеличивается. Из-за отсутствия эффективного экранирования способность системы против вмешательства также снижается.

3. Дизайн макета слоя печатной платы

После того, как сигналы и слои определены, макет каждого слоя также должен быть разработан с научной точки зрения. Дизайн макета среднего слоя дизайна платы PCB следует следующим принципам:

(1) Силовая плоскость находится рядом с соответствующей заземляющей плоскостью. Цель этой конструкции - сформировать конденсатор связи и работать с развязывающим конденсатором на плате PCB, чтобы уменьшить импеданс плоскости питания и получить более широкий эффект фильтрации.

(2) Выбор опорного слоя является очень важным. В теории, как слой питания и заземление могут быть использованы в качестве опорного слоя, но заземления в общем случае может быть заземлены, так что эффект экранирования гораздо лучше, чем слой мощности, так что плоскости земли, как правило, предпочтительнее. В качестве базовой плоскости.

(3) Сигналы клавиш двух соседних слоев не могут пересекать перегородку. В противном случае будет сформирована большая сигнальная петля, что приведет к усилению излучения и связи.

(4) Чтобы сохранить целостность заземленной плоскости, невозможно проложить маршрут на наземной плоскости. Если плотность сигнальной линии слишком велика, вы можете рассмотреть маршрутизацию на границе уровня мощности.

(5) Создайте нижний слой под ключевыми сигналами, такими как высокоскоростные сигналы, пилот-сигналы и высокочастотные сигналы, чтобы путь прохождения сигнального контура был самым коротким, а излучение минимальным.

(6) В процессе проектирования высокоскоростной схемы необходимо учитывать, как бороться с излучением источника питания и помехами для всей системы. Как правило, площадь силовой плоскости должна быть меньше площади заземляющей плоскости, чтобы заземляющая плоскость могла экранировать источник питания. Как правило, плоскость питания должна иметь вдвое больший отступ, чем плоскость заземления. Если вдавливание силового слоя должно быть уменьшено, толщина среды должна быть как можно меньше.

Поставщики многослойных печатных плат "Золотой палец"

Общие принципы, которым необходимо следовать при оформлении макетов многослойных печатных плат:

(1) Плоскость силовой плоскости должна быть близка к заземляющей плоскости и быть спроектирована ниже заземляющей плоскости.

(2) Слой проводки следует проектировать рядом со всей металлической плоскостью.

(3) Цифровой сигнал и аналоговый сигнал должны иметь изолированную конструкцию. Прежде всего, цифровой сигнал и аналоговый сигнал следует избегать на одном уровне. Если этого нельзя избежать, аналоговый сигнал и цифровой сигнал могут быть направлены в области, а область аналогового сигнала может быть разделена. Изолирован от области цифрового сигнала. То же самое верно для аналогового питания и цифрового питания. Особенно цифровой источник питания, излучение очень велико, его необходимо изолировать и экранировать.

(4) Печатные линии в среднем слое образуют плоский волновод, а микрополосковая линия сформирована в поверхностном слое. Характеристики передачи у обоих разные.

(5) Цепи синхронизации и высокочастотные цепи являются основными источниками помех и излучения и должны располагаться отдельно и вдали от чувствительных цепей.

(6) Рассеянные токи и высокочастотные излучаемые токи, содержащиеся в разных слоях, различны. При подключении к ним нельзя относиться одинаково.

4. Вывод

Благодаря дизайну количество слоев и расположение слоев может значительно улучшить электромагнитную совместимость платы PCB. При проектировании слоев следует учитывать уровень мощности и уровень земли, высокочастотные сигналы, специальные сигналы и чувствительные сигналы. Компоновка слоя должна в основном учитывать компоновку различных соединений, линий заземления и линий электропередач, компоновку тактового сигнала и высокоскоростного сигнала, компоновку аналогового сигнала и цифровой информации.