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Blog de PCB - Discusión sobre el diseño de la placa de PCB y la compatibilidad electromagnética

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Blog de PCB - Discusión sobre el diseño de la placa de PCB y la compatibilidad electromagnética

Discusión sobre el diseño de la placa de PCB y la compatibilidad electromagnética

2022-08-15
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Author:pcb

En el proceso de diseño de placas de PCB de alta velocidad, el diseño de compatibilidad electromagnética es un punto clave y difícil. Este trabajo explora cómo reducir la interferencia electromagnética causada por el acoplamiento de conducción y el acoplamiento de radiación y mejorar la compatibilidad electromagnética desde los aspectos del diseño de la capa y el diseño de la capa. Los problemas de fiabilidad y estabilidad de muchos productos electrónicos se deben al fracaso del diseño de compatibilidad electromagnética. Los problemas comunes incluyen distorsión de la señal, ruido excesivo de la señal, señal inestable durante el trabajo, sistema propenso al colapso, sistema propenso a la interferencia ambiental y mala capacidad anti - interferencia. El diseño de compatibilidad electromagnética es una tecnología bastante compleja, desde el diseño hasta el electromagnetismo y otros conocimientos.

Configuración de la capa

El número de capas de la placa de PCB incluye principalmente la capa de alimentación, la capa de puesta a tierra y la capa de señal, y el número de capas es la suma del número de capas por capa. En el proceso de diseño, el primer paso es organizar y clasificar todas las fuentes y el suelo, así como diversas señales, y desplegarlas y diseñarlas sobre la base de la clasificación. En circunstancias normales, las diferentes fuentes de alimentación deben dividirse en diferentes capas, y las diferentes puesta a tierra también deben tener los planos de puesta a tierra correspondientes. Diversas señales especiales, como las señales de alta frecuencia y las señales de frecuencia del reloj, deben diseñarse por separado y es necesario aumentar el plano de tierra para bloquear las señales especiales para mejorar la compatibilidad electromagnética. Por supuesto, el costo también es uno de los factores a considerar. Durante el diseño, se debe encontrar un equilibrio entre la compatibilidad electromagnética y el costo del sistema. La primera consideración en el diseño gráfico de la fuente de alimentación es el tipo y la cantidad de fuente de alimentación. Si solo hay una fuente de alimentación, considere un plano de alimentación. En el caso de los requisitos de alta potencia, también se pueden tener varias capas de potencia para suministrar energía a los equipos de diferentes capas. Si hay varias fuentes de alimentación, se puede considerar el diseño de varias capas de alimentación, o se pueden dividir diferentes fuentes de alimentación en la misma capa de alimentación. La premisa de la segmentación es que no hay cruces entre las fuentes de energía, y si hay cruces, se deben diseñar varias capas de energía. El diseño del número de capas de señal debe tener en cuenta las características de todas las señales. La estratificación y el blindaje de señales especiales se consideran problemas limitados. En circunstancias normales, el diseño se diseña primero con el software de diseño y luego se modifica de acuerdo con los detalles específicos. En el diseño de la capa, se debe considerar tanto la densidad de la señal como la integridad especial de la señal. Para obtener información especial, asegúrese de diseñar la formación de contacto como una capa de blindaje si es necesario. En general, no se recomienda un diseño de una o dos caras si no se trata puramente de consideraciones de costo. Aunque el procesamiento de placas unilaterales y dobles es simple y rentable, en situaciones de alta densidad de señal y estructuras de señal complejas, como circuitos digitales de alta velocidad o circuitos mixtos analógicos y digitales, el área del anillo aumenta y la radiación aumenta debido a que el panel único no tiene una formación de conexión de referencia especial. Debido a la falta de un blindaje efectivo, la capacidad anti - interferencia del sistema también ha disminuido. El diseño de diseño de la capa de placa de pcb, después de determinar la señal y la capa, también necesita diseñar científicamente el diseño de cada capa.

El diseño de la capa intermedia del diseño de la placa de circuito impreso sigue los siguientes principios:

1) coloque el plano de alimentación en una posición adyacente al plano de tierra correspondiente. El objetivo de este diseño es formar un capacitor de acoplamiento y trabajar con un capacitor de desacoplamiento en el PCB para reducir la resistencia del plano de potencia y obtener un efecto de filtrado más amplio.

2) la selección de la capa de referencia es muy importante. En teoría, tanto la capa de alimentación como el plano de tierra se pueden utilizar como capas de referencia, pero el plano de tierra generalmente se puede conectar a tierra, por lo que el efecto de blindaje es mucho mejor que el plano de alimentación. Por lo tanto, generalmente se prefiere el plano como capa de referencia. Plano de referencia.

3) las señales clave de las dos capas adyacentes no pueden cruzar la división. De lo contrario, se formará un gran bucle de señal, lo que dará lugar a una fuerte radiación y acoplamiento.

4) para mantener la integridad del plano de tierra, no se puede hacer ningún rastro en el plano de tierra. Si la densidad del cable de señal es demasiado grande, se puede considerar cableado en el borde del plano de alimentación.

5) diseñar y conectar la formación bajo señales clave como señales de alta velocidad, señales piloto y señales de alta frecuencia para que el camino del Circuito de señal sea el más corto y la radiación sea la más pequeña.

6) en el proceso de diseño del Circuito de alta velocidad, se debe considerar cómo lidiar con la radiación de la fuente de alimentación y la interferencia con todo el sistema. Por lo general, el área del plano de la fuente de alimentación debe ser menor que el área del plano de tierra para que el plano de tierra pueda bloquear la fuente de alimentación. Por lo general, el plano de alimentación necesita retraer el doble del espesor dieléctrico del plano de tierra. Si quieres reducir la indentación del plano de potencia, es necesario hacer que el espesor del dieléctrico sea lo más pequeño posible.

Principios generales que deben seguirse en el diseño de la distribución de placas impresas multicapa:

1) el plano de alimentación debe estar cerca del plano de puesta a tierra y diseñado debajo del plano de puesta a tierra.

2) la capa de cableado debe diseñarse para ser adyacente a todo el plano metálico.

3) las señales digitales y analógicas tendrán un diseño de aislamiento. En primer lugar, es necesario evitar que las señales digitales y analógicas estén en la misma capa. Si no se puede evitar, se pueden desviar las señales analógicas y digitales a diferentes áreas y separar las áreas de señal analógicas de las áreas de señal analógicas a través de métodos como ranuras. El área de señal digital está aislada. Lo mismo ocurre con las fuentes de alimentación analógicas y digitales. En particular, la fuente de alimentación digital, que tiene una gran radiación, debe aislarse y protegerse.

4) las líneas impresas de la capa intermedia forman guías de onda planas y las capas superficiales forman líneas de microstrip, con diferentes características de transmisión.

5) los circuitos de reloj y los circuitos de alta frecuencia son las principales fuentes de interferencia y radiación y deben organizarse por separado, lejos de los circuitos sensibles.

6) las corrientes dispersas y las corrientes de radiación de alta frecuencia contenidas en diferentes capas son diferentes, y no se pueden tratar por igual al cableado.

La compatibilidad electromagnética de las placas de PCB se puede mejorar considerablemente a través del diseño del número de capas y el diseño de las capas. El diseño del número de capas considera principalmente la capa de potencia y la formación de tierra, la señal de alta frecuencia, la señal especial y la señal sensible. El diseño de la capa considera principalmente varios diseños de acoplamiento, puesta a tierra y líneas de alimentación, diseños de relojes y señales de alta velocidad, diseños de señales analógicas y de información digital.