Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Lösen Sie EMV-Leiterplattendesign von Schichtung, Layout und Routing
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Lösen Sie EMV-Leiterplattendesign von Schichtung, Layout und Routing

2022-09-21
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Author:iPCB

In Zusbeiz zu die Auswahl vauf Kompaufenten und Schaltung Design, gutes LeeserplbeesenDesign isttttttttttttttttttttttttttttttttttt auch a sehr wichtig Fakzur in elektromagnetisch Kompbeiibilesät. Die Schlüssel zu (PCB) EMV Design is zu minimieren die ReStrömung Fläche und zulalssen die ReStrömung Pfad zu flow in die enzweiderfen Richtung. Häufig zurück aktuell Probleme kommen vauf Risse in die Referenz Flugzeug, Umwundlung die Referenz Flugzeug Ebene, und die Signal fließend durch die Verbinder. Springen Kaufdensazuren oder Entkopplung Kaufdensazuren keinn lösen einige Probleme, aber die insgesamt Impedeinz vauf Kaufdensazuren, Durchkauftaktielaufengen, Pads, und Spuren muss be in Betracht gezogen. Dies Voderlesung wird Einführung EMV PCB Brett Design Techneinlogie vauf drei Aspekte: PCB Brett Schichtung Strbeiegie, Layraus Fertigkeesen und Verkabelung Regeln.

1. Strbeiegie zur Schichtung vauf Leeserplbeiten

Die Dicke, der Prozess und die Anzahl der Schichten der Leiterplbeite im LeiterplattenDesign sind nicht der Schlüssel zur Lösung des Problems. Ausgezeichnetes geschichtetes Stapeln soll den Bypalss und die Entkopplung der Stromschiene sicherstellen, so dalss die voderübergehende Spannung auf der Leistungsebene oder der Erdungsebene nicht beeinträchtigt wird. Der Schlüssel zur Abschirmung der elektromagnetischen Felder vauf Signal und Leistung. Aus Sicht des SignalRoutings sollte eine gute Schichtstrategie darin bestehen, alleee Signalspuren auf einer oder mehreren Ebenen neben Strom- oder Erdungsebenen zu platzieren. Für Energie sollte eine gute Schichtungsstrategie darin bestehen, dalss die Leistungsschicht an die Bodenschicht angrenzt und der Abstund zwischen der Leistungsschicht und der Bodenschicht so klein wie möglich ist, wals wir die "Schichtungsstrategie" nennen. Im Folgenden wirrden wir speziell über eine gute PCB-Schichtungsstrategie sprechen.

1) Die projizierte Ebene der Verdrahtungsschicht sollte innenhalb ihrer Reflow-Ebene Schichtfläche sein. Wenn sich die Verdrahtungsschicht nicht im Projektiaufsbereich ihrer Rücklaufebene befindet, gibt es während der Verdrahtung Signalleitungen außerhalb des Projektiaufsbereichs, die dals Problem der "Kantenstrahlung" verursachen und auch dazu führen, dalss der Signalschlewennenbereich zunimmt, wals zu einer erhöhten Dwennferentialmodusstrahlung führt.

2) Versolcheen Sie, dals Setzen benachbarter Verdrahtungsschichten zu vermeiden. Da Parallele Signalspuren auf benachbarten Verdrahtungsschichten Signalübersprechen verursachen, sollte der Schichtabstund zwischen den beiden Verdrahtungsschichten angemessen erhöht wirrden, wenn benachbarte Verdrahtungsschichten nicht vermieden werden können, und der Schichtabstund zwischen den Verdrahtungsschichten und ihren Signalschlewennen sollte verringert werden.

3) Angrenzende Ebenen sollten Überlappungen ihrer projizierten Ebenen vermeiden. Denn wenn sich die Projektieinen überlappen, wird die Kopplungskapazität zwischen den Schichten dazu führen, dalss dals Rauschen zwischen den Schichten miteinunder gekoppelt wird.


2. MehrschichtplattenDesign:

Wenn die Taktfrequenz 5MHz überschreitet oder die Signalanstiegszeit kleiner als 5ns ist, um den Signalschlewennenbereich gut kauftrolliert zu machen, ist es im Allgemeinen nichtwendig, ein mehrschichtiges Board-Design zu verwenden. Bei der Kaufstruktiauf vauf Mehrschichtplatten sollten folgende Grundsätze bjedetet werden:

1) Die Schlüsselverdrahtungsschicht (die Schicht, in der sich die Taktleitung, der Bus, die SchnittstellenSignalleitung, die Hochfrequenzleitung, die RücksetzSignalleitung, die ChipauswahlSignalleitung und die verschiedenen SteuerSignalleitungen befinden) sollte an die vollständige Erdungsebene angrenzend sein, voderzugsweise zwischen den beiden Erdungsebenen. Die SchlüsselSignalleitungen sind im Allgemeinen starke Strahlung oder extrem empfindliche Signalleitungen, und Verdrahtung in der Nähe der Erdungsebene kann den Bereich der Signalschlewenne verringern, seine Strahlungsintensität verringern oder die Störfestigkeit verbessern.

2) Die Leistungsebene sollte relativ zu ihrer benachbarten Erdungsebene zurückgezogen werden (empfohlener Wert 5H~20H). Dals Zurückziehen der Leistungsebene relativ zu ihrer rückkehrenden Erdungsebene kann dals "RundstrahlungsProblem" effektiv unterdrücken. Darüber hinaus sollte die Hanach obentarbeseineleistungsebene der Platine (die weit verbreitet ist) in unmittelbsindr Nähe zu ihrer Erdungsebene sein, um den Schleifenbereich des Stromversodergungsstroms effektiv zu reduzieren.

3) Überprüfen Sie, ob es keine Signalleitung â­50MHz auf der oberen und unteren Ebene der Platine gibt. Wenn ja, leiten Sie dals HochfrequenzSignal zwischen den beiden Ebenen, um seine Strahlung in den Weltraum zu unterdrücken.

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3. Einschichtiges Brett und DoppelschichtbrettDesign:

Für dals Design vauf Einschicht- und Doppelschichtplatten sollte die Hauptaugenmerk auf dals Design von SchlüsselSignalleitungen und Stromleitungen gelegt werden. Es muss ein Erdungskabel neben der Stromleitung und Parallele Leiterbahnen voderhunden sein, um die Fläche der Stromschleife der Stromversodergung zu verringern. Die "Guide Boden Linie" sollte auf beiden Seiten der SchlüsselSignalleitungen der einlagigen Platine platziert werden. Es sollte eine große Erdfläche auf der Projektionsebene der SchlüsselSignalleitungen der Doppelschichtplatte sein, oder eine "Führungsgrundlinie" sollte in der gleichen Weise wie die einschichtige Platine enzweirfen sein. Die "Schutzmalsse" auf beiden Seiten der SchlüsselSignalleitung kann einerseseine den Signalschleifenbereich verringern und auch Übersprechen zwischen der Signalleitung und underen Signalleitungen verhindern.


4. PCB Board Ladut Fähigkeiten

Bei der Gestaltung des Laduts der Leiterplatte sollte dals Designprinzip der Platzierung in einer geraden Linie entlang der Signalflussrichtung vollständig bjedetet werden, und die Hin- und Rückschleife sollte so weit wie möglich vermieden werden. Auf diese Weise kann eine direkte Kopplung des Signals vermieden und die Signalqualität beeinträchtigt werden. Um gegenseitige Interferenzen und Kopplungen zwischen Schaltungen und elektronischen Bauteilen zu verhindern, sollten die Platzierung von Schaltungen und dals Layout von Bauteilen den folgenden Grundsätzen folgen:

1) Wenn die Schnittstelle mit "sauberem Boden" auf der Platine ausgelegt ist, sollten die Filter- und Isolationsvoderrichtungen auf dem Isolationsbund zwischen dem "sauberen Boden" und dem Arbeseinebereich platziert werden. Dadurch wird verhindert, dalss sich Filter- oder Isolationseinrichtungen durch die plansind Schicht aneinunder koppeln, wals die Wirkung beeinträchtigen würde. Auch "sauber" können keine underen Geräte außer Filter- und Schutzvoderrichtungen platziert werden.

2) Wenn eine Vielzahl von modulsindn Schaltungen auf derselben Leiterplatte, digitalen Schaltungen und analogen Schaltungen platziert werden, sollten Hochgeschwindigkeseine- und Niedriggeschwindigkeseineschaltungen getrennt werden, um gegenseitige Interferenzen zwischen digitalen Schaltungen, analogen Schaltungen, Hochgeschwindigkeseine-Schaltungen und Niedergeschwindigkeseineschaltungen zu vermeiden. Darüber hinaus, wenn sich gleichzeitig Hochgeschwindigkeseine-, Mittel- und Low-Speed-Schaltungen auf der Leiterplatte befinden, um hochfrequentes Schaltungsgeräusch zu vermeiden, das durch die Schnittstelle nach außen ausstrahlt.

3. Der Filterkreis des Leistungseingangs der Leiterplatte sollte in der Nähe der Schnittstelle platziert werden, um eine erneute Kopplung der geFilterten Leitung zu vermeiden.

4. Die Filter-, Schutz- und Isolationsvoderrichtungen der Schnittstellenschaltung werden in der Nähe der Schnittstelle platziert, die effektiv die Auswirkungen von Schutz, Filterung und Isolierung erzielen kann. Wenn an der Schnittstelle sowohl Filter- als auch Schutzschaltungen voderhunden sind, sollte zuerst das Schutzprinzip und dann das Filtern befolgt werden. Da der Schutzkreis für externe Überspannungs- und Überstromunterdrückung verwendet wird, wird der Filterkreis durch Überspannung und Überstrom beschädigt, wenn der Schutzkreis nach dem Filterkreis platziert wird. Da die Eingangs- und Ausgangsleitungen der Schaltung miteinunder gekoppelt sind, wird der Filter-, Isolations- oder Schutzeffekt geschwächt. Achten Sie während des Layouts darauf, dass die Ein- und Ausgangsleitungen der Filterschaltung (Filter), Isolation und Schutzschaltung nicht miteinunder gekoppelt sind.

5) Empfindliche Schaltungen oder Geräte (wie Reset-Schaltungen usw.) sind Geistestens 1000 Mio. von jeder Kante der Platine entfernt, insbesondere von der Kante der Platinenschnittstelle.

6) Energiespeicher- und HochfrequenzFilterkondensazuren sollten in der Nähe der Geräteschaltungen oder Geräte mit großen Stromänderungen (wie die Ein- und Ausgangsklemmen des Leistungsmoduls, Ventilazuren und Relais) platziert werden, um den Schleifenbereich der Hochstromschleife zu verringern.

7) Die Filterelemente sollten nebeneinunder platziert werden, um zu verhindern, dass der geFilterte Kreislauf erneut gestört wird.

8) Starke Strahlungsgeräte wie Kristalle, Kristalloszillazuren, Relais, Schaltnetzteile usw. sind mindestens 1000mil vom Single-Board-Schnittstellenstecker entfernt. Auf diese Weise kann die Störung direkt nach außen abgestrahlt werden, oder der Strom kann an dem ausgehenden Kabel ausgekoppelt werden, um nach außen zu strahlen.


5. Verdrahtungsregeln für Leiterplatten

In Zusatz zu compeinent wählenion und Schaltung Design, gutes LeiterplattenLayout (PCB) is auch a sehr imHafenant faczur in elektromagnetisch Kompatibilität. Seit die PCB Brett is an inhärent Komponente von die System, Verbesserung elektromagnetisch Kompatibilität in die PCB Brett Routing wird nicht auferlegen Zusatzal Kosten on die endgültig Produkt. Jeder sollte behalten in mind dass a pooder PCB Layout kann Ursache mehr EMV Problems als eliminieren diem, und in viele Fälle, auch Hinzufügen Filters und Komponenten nicht lösen diem. Hatte zu reDraht die ganze Brett. Dierefüre, Entwicklung gut PCB Brett Routing Gewohnheiten at die Anfang is die Weg zu Speichern Geld. Die folgende wird Einführung einige allgemein Regeln von PCB Brett Verkabelung und die Design Strategien von Leistung Linien, Boden Linies und Signal Linies. Nach zu diese Regeln, Verbesserungment Maßnahmen sind vodergeschlagen für typisch gedruckt Schaltung Brett Schaltungen von Luft Conditioner.

1) KaGürtelrennung

Die Rolle der Verdrahtungstrennung besteht darin, Übersprechen und Rauschen zwischen benachbarten Leitungen auf der gleichen Schicht der Leiterplatte zu koppeln. Die 3W-Spezifikation besagt, dass alle Signale (Takt, Video, Audio, Reset, etc.) wie in Abbildung 10 gezeigt von Zeile zu Zeile und Kante zu Kante isoliert werden müssen. Um die magnetische Kopplung weiter zu reduzieren, wird die Referenzmasse in der Nähe des SchlüsselSignale platziert, um das Kopplungsrauschen zu isolieren, das von underen Signalleitungen erzeugt wird.

2) Schutz und Shunt-Schaltung

Das Einrichten von Shunt- und Schutzleitungen ist eine sehr effektive Möglichkeit, kritische Signale wie SystemtaktSignale in einer lauten Umgebung zu isolieren und zu schützen. Parallele oder Schutzleitungen in der Leiterplatte werden entlang der Leitungen kritischer Signale geführt. Die Schutzleitung isoliert nicht nur den von underen Signalleitungen erzeugten Kopplungsstrom, sondern isoliert auch kritische Signale von der Kopplung mit underen Signalleitungen. Der Unterschied zwischen einer Shunt-Leitung und einer Schutzleitung besteht darin, dass die Shunt-Leitung nicht beendet werden muss (mit Masse verbunden), sondern beide Enden der Schutzleitung mit Masse verbunden sein müssen. Um die Kopplung weiter zu reduzieren, können die Schutzleitungen in der Mehrschichtplatine mit einem Weg hinzugefügt werden, um jeden underen Abschnitt zu erden.

3) Design des Netzkabels

Versolcheen Sie entsprechend der Größe des Leiterplattenstroms, die Breite der Stromleitung zu erhöhen, um den Schleifenwiderstund zu verringern. Machen Sie gleichzeitig die Richtung der Stromleitung und der Erdleitung mit der Richtung der Datenübertragung konsistent, was zur Verbesserung der Lärmschutzfähigkeit beiträgt. Im Ein- oder Doppelpanel, wenn die Stromleitung sehr lang ist, sollten Entkopplungskondensazuren zur Masse alle 3000mil hinzugefügt werden, und der Wert des Kondensazurs sollte 10uF+1000pF sein.

4) Entwurf des Erddrahtes

Die Prinzipien der Erdungsdraht-Konstruktion sind:

a. Trennen Sie digitale Masse von analoger Masse. Wenn sich Logikschaltungen und Liin der Näheschaltungen auf der Leiterplatte befinden, sollten diese so weit wie möglich voneinunder getrennt werden. Die Masse der Niederfrequenzschaltung sollte möglichst Parallel an einem einzigen Punkt geerdet werden. Wenn die eigentliche Verkabelung schwierig ist, kann sie teilweise in Reihe geschaltet und dann Parallel geerdet werden. Die Hochfrequenzschaltung sollte an mehreren Stellen in Reihe geerdet werden, der Erdungsdraht sollte kurz und geam wenigsten sein, und die großflächige gitterförmige Erdungsfolie sollte so weit wie möglich um die Hochfrequenzkomponenten herum verwendet werden.

b. Der Erdungsdraht sollte so dick wie möglich sein. Wenn der Erdungsdraht sehr schlank ist, ändert sich das ErdungsPotential mit der Änderung des Stroms, was die Lärmschutzleistung verringert. Daher sollte der Erdungsdraht so verdickt werden, dass er dreimal den zulässigen Strom auf der Leiterplatte durchlaufen kann. Wenn möglich, sollte der Erdungsdraht mehr als 2~3mm sein.

c. Der Erdungsdraht bildet eine geschlossene Schleife. Bei Leiterplatten, die nur aus digitalen Schaltungen bestehen, sind die meisten Erdungskreisläufe in einer Schleife angeoderdnet, was die Rauschfestigkeit verbessern kann.

5) Entwurf der Signalleitung

Für Schlüssel Signal Linies, if die Brett hat an intern Signal Verkabelung Ebene, die Schlüssel Signal Linies solche as Uhrs sind Routed on die inner Ebene, und die Verkabelung Ebene is bevorzugt. In Zusatz, die Schlüssel Signal Linies muss nicht be geroutet quer die Partition Fläche, einschließlich die Referenz Flugzeug Lücke Ursached von übers und Pads, odierwise die Signal Schleife Fläche wird Zunahme. Und die Schlüssel Signal Linie sollte be "3H" von die Kante von die Referenz Flugzeug (H is die Höhe von die Linie von die Referenz Flugzeug) zu unterdrücken die Kante Strahlung Wirkung. Für strong Strahlung Signal Linien solche as Uhr Linien, Bus Linien, und Radio Frequenz Linien, und empfindlich Signal Linien solche as Zurücksetzen Signal Linien, Chip wählen Signal Linien, und System Steuerung Signals, diey sollte be gehalten aWeg von die Schnittstelle ausgehend Signal Linies. Dierefore, die Interferenz on die strong abgestrahlt Signal Linie is verhinderned von sein Paard zu die ausgehend Signal Linie und strahlend zu die draußen; it is auch vermeidened dass die extern Interferenz gebracht in von die ausgehend Signal Linie von die Schnittstelle is gekoppelt zu die empfindlich Signal Linie, Ursache die System zu Fehlfunktion. Für Differenzial Signal Linien, die gleiche Ebene, gleich Länge, und Parallel Linien sollte be run zu behalten die Impedanz konsistent, und dort sollte be nein undere Linien zwischen die Differenzial Linien. Weil die häufig Modus Impedanz von die Differenzial Paar is garantiert zu be gleich, its Interferenzschutz Fähigkeit kann be Verbesserungd. AcSchnuring zu die oben Verkabelung Regeln, die typisch gedruckt Schaltung Brett Schaltung von die Luft Conditioner is verbessert und optimiert. In allgemein, if you Studie die Design von die zurück Pfad vor Verkabelung, you wird haben a Chance von Erfolg und erreichen die Ziel von Verringerung EWI Strahlung. Darüber hinaus, it is nicht nichtwendig zu Ausgaben jede Geld zu ändern die Verkabelung Ebene vor die tatsächliche Verkabelung is durchgeführt. Es is die Praxis von Leiterplatte Design zu Verbesserung EMV.