PCB-Technologie - Entwurfsmethode für elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) in Leiterplatten

Entwurfsmethode für elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) in Leiterplatten, die Wahl der PCB Substrat und die Einstellung der Anzahl der PCB Ebenen, Auswahl elektronischer Komponenten und elektromagnetische Eigenschaften elektronischer Komponenten, Bauteillayout, und Länge und Breite der Verbindungsleitungen zwischen Komponenten, die elektromagnetische Verträglichkeit der PCB. Die integrated circuit chip (IC) on the PCB is the main energy source of electromagnetic interference (EMI). Conventional electromagnetic interference (EMI) control technology generally includes: reasonable layout of components, vernünftige Kontrolle der Verdrahtung, vernünftige Konfiguration der Stromleitungen, Erdung, Filterkondensatoren, shielding and other measures to suppress electromagnetic interference (EMI) are very effective, Ist in der Ingenieurpraxis weit verbreitet.

1. Verdrahtungsregeln im Auslegung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) der Hochfrequenz-Digitalschaltung PCB

Hochfrequente digitale Signalkabel sollten kurz, im Allgemeinen kleiner als 2inch (5cm) und je kürzer, desto besser sein.

Die Hauptsignalleitungen sind am besten in der Mitte des Leiterplatte.

Die Taktgenerierungsschaltung sollte in der Nähe der Mitte der Leiterplatte sein, und der Taktlüfter-Ausgang sollte in Daisy Chain oder parallel verdrahtet werden.

Die Stromleitung sollte so weit wie möglich von der hochfrequenten digitalen Signalleitung entfernt oder durch die Erdungsleitung getrennt sein. The distribution of the power supply must be low inductance (multi-channel design). Die Leistungsschicht in der Mehrschichtige Leiterplatte grenzt an die Bodenschicht, der einem Kondensator entspricht, die eine Filterfunktion spielt. Stromleitung und Erdungsleitung auf derselben Schicht sollten so nah wie möglich sein. Die Kupferfolie um die Leistungsschicht sollte 20-mal so weit zurückgezogen werden wie die Bodenschicht, um sicherzustellen, dass das System eine bessere EMV-Leistung hat. Die Grundebene sollte nicht geteilt werden. Wenn die Hochgeschwindigkeitssignalleitung über die Leistungsebene geteilt werden soll, Mehrere niederohmige Brückenkondensatoren sollten in der Nähe der Signalleitung platziert werden.

Die für die Ein- und Ausgangsklemmen verwendeten Drähte sollten versuchen, nicht nebeneinander und parallel zu sein. Es ist am besten, Erdungsdrähte zwischen Drähten hinzuzufügen, um Rückkopplung zu vermeiden.

Wenn die Dicke der Kupferfolie 50um ist und die Breite 1-1.5mm ist, ist die Temperatur des Drahtes weniger als 3° Celsius durch einen Strom von 2A. Soweit möglich sollten die Drähte der Leiterplatte so breit wie möglich sein. Für integrierte Schaltungen, insbesondere die Signaldrähte von digitalen Schaltungen, wird normalerweise 4mil-12mil Drahtbreite verwendet. Die Strom- und Erdungskabel sind besser, eine Drahtbreite größer als 40mil zu verwenden. Der minimale Abstand der Drähte wird im schlimmsten Fall hauptsächlich durch den Isolationswiderstand und die Durchschlagsspannung zwischen den Drähten bestimmt, in der Regel wird ein Drahtabstand von mehr als 4mil gewählt. Um das Übersprechen zwischen den Drähten zu reduzieren, kann der Abstand zwischen den Drähten bei Bedarf erhöht werden, und der Massedraht kann als Isolation zwischen den Drähten eingesetzt werden.

In allen Schichten der PCB, Digitale Signale können nur im digitalen Teil der Leiterplatte geroutet werden, Analoge Signale können nur im analogen Teil der Leiterplatte geroutet werden. Die Masse der Niederfrequenzschaltung sollte möglichst parallel an einem einzigen Punkt geerdet werden. Wenn die eigentliche Verkabelung schwierig ist, Es kann teilweise in Reihe geschaltet und dann parallel geerdet werden. Realisierung der Aufteilung von analogen und digitalen Netzteilen, Die Verkabelung kann die Lücke zwischen den geteilten Netzteilen nicht überschreiten. Die Signalleitung, die den Spalt zwischen den geteilten Netzteilen überqueren muss, sollte sich auf der Verdrahtungsschicht in der Nähe der großflächigen Masse befinden.

Es gibt zwei Hauptprobleme der elektromagnetischen Verträglichkeit, die durch Stromversorgung und Masse in PCB verursacht werden, eines ist Stromrauschen und das andere ist Erdrauschen. Versuchen Sie entsprechend der Größe des Leiterplattenstroms, die Breite der Stromleitung zu vergrößern und den Schleifenwiderstand zu reduzieren. Gleichzeitig müssen die Richtung der Stromleitung und der Erdungsleitung mit der Richtung der Datenübertragung übereinstimmen, was zur Verbesserung der Lärmschutzfähigkeit beiträgt. Derzeit kann das Rauschen der Stromversorgung und der Erdungsebene nur durch die Messung von Prototypenprodukten oder der Kapazität des Entkopplungskondensators durch erfahrene Ingenieure basierend auf ihrer Erfahrung auf den Standardwert eingestellt werden.

2. Layoutregeln im Auslegung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) der Hochfrequenz-Digitalschaltung PCB

Das Layout der Schaltung muss die Stromschleife reduzieren und die Verbindung zwischen Hochfrequenzkomponenten so weit wie möglich verkürzen. Der Abstand zwischen den anfälligen Komponenten sollte nicht zu eng sein und die Ein- und Ausgangskomponenten sollten so weit wie möglich entfernt sein.

Ordnen Sie die Position jeder funktionalen Schaltungseinheit entsprechend dem Schaltungsfluss an, so dass das Layout für die Signalzirkulation geeignet ist und das Signal in der gleichen Richtung wie möglich gehalten wird.

Nehmen Sie die Kernkomponente jeder Funktionsschaltung als Zentrum und legen Sie sie um. Die Komponenten sollten gleichmäßig, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein, und die Leitungsverbindungen zwischen den Komponenten sollten so weit wie möglich verkürzt werden.

Die Leiterplatte ist in unabhängige und vernünftige analoge Schaltungsbereiche und digitale Schaltungsbereiche unterteilt, und die A/D-Wandler werden über Partitionen platziert.

Eine der herkömmlichen Methoden der Design der elektromagnetischen Verträglichkeit von Leiterplatten is to configure appropriate decoupling capacitors on each key part of the PCB.