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Tecnología PCBA

Tecnología PCBA - La tecnología de diseño de PCB de EMC se detalla en términos de estratificación, diseño y cableado.

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Tecnología PCBA - La tecnología de diseño de PCB de EMC se detalla en términos de estratificación, diseño y cableado.

La tecnología de diseño de PCB de EMC se detalla en términos de estratificación, diseño y cableado.

2021-11-07
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Author:Downs

Además de la selección de componentes y el diseño de circuitos, un buen diseño de placas de circuito impreso (pcb) también es un factor muy importante en la compatibilidad electromagnética. La clave del diseño de compatibilidad electromagnética de los PCB es reducir el área de retorno tanto como sea posible para que la ruta de retorno fluya en la dirección de diseño. Los problemas comunes de retorno son causados por grietas en el plano de referencia, el desplazamiento de la capa del plano de referencia y las señales que fluyen a través del conector. Los condensadores de unión o desacoplamiento pueden resolver algunos problemas, pero se debe considerar la resistencia general de los condensadores, agujeros, almohadillas y cables. Esta Conferencia presentará la tecnología de diseño de PCB de EMC desde tres aspectos: estrategia de estratificación de pcb, habilidades de diseño y reglas de cableado.

Placa de circuito

Estrategia de estratificación de PCB

En el diseño de la placa de circuito, el grosor de la placa de circuito, el proceso de perforación y el número de capas no son la clave para resolver el problema.

M. una buena estratificación es la clave para garantizar el desvío y desacoplamiento del bus de alimentación, la clave para que la capa de alimentación o la formación de tierra produzcan un voltaje instantáneo, y la clave para que la señal de blindaje no se vea afectada por el campo electromagnético de la fuente de alimentación. En lo que respecta al enrutamiento de señales, una buena estrategia de estratificación es colocar todas las rutas de señales en una o más capas, que están cerca de la capa de alimentación o la formación de tierra. Para la fuente de alimentación, una buena estrategia de estratificación debe ser que la capa de alimentación sea adyacente a la formación de puesta a tierra, y la distancia entre la capa de alimentación y la formación de puesta a tierra debe ser lo más pequeña posible. Esto es lo que llamamos una estrategia "jerárquica". Discutamos más a fondo la estrategia de estratificación de pcb.

1. el plano de proyección de la capa de cableado debe estar en el área de su capa de plano de retorno. Si la capa de cableado no está dentro de la zona de proyección terrestre de su capa plana de retorno, habrá líneas de señal fuera de la zona de proyección durante el cableado, lo que causará un problema de "radiación marginal". Además, también conduce a un aumento en el área del bucle de señal, lo que resulta en un aumento en la radiación de modo diferencial.

2. trate de evitar la configuración de capas de cableado adyacentes. Debido a que el enrutamiento paralelo de señales en las capas de cableado adyacentes puede causar conversación cruzada de señales, si no se puede evitar la capa de cableado adyacente, la distancia entre las dos capas de cableado debe ampliarse adecuadamente y reducir la distancia entre la capa de cableado y su bucle de señal.

3. se evitará la superposición de planos de proyección de capas planas adyacentes. Porque cuando las proyecciones se superponen, los condensadores de acoplamiento entre las capas causarán un acoplamiento acústico entre las capas.

Diseño de placas multicapa:

En ese momento, cuando la frecuencia del reloj superaba los 5 MHz o el tiempo de subida de la señal era inferior a 5 ns, para que el área del bucle de la señal pudiera controlarse bien, generalmente se necesitaba un diseño de varias capas. En el diseño de las placas multicapa se deben prestar atención a los siguientes principios:

1. las capas clave de cableado (cable de reloj, cable de autobús, cable de señal de interfaz, cable de radiofrecuencia, cable de señal de reinicio, cable de señal de selección de chips y la capa donde se encuentran varios cables de señal de control) deben estar adyacentes al plano de tierra completo, preferiblemente entre dos planos. Las líneas de señal clave suelen ser líneas de señal de radiación fuerte o extremadamente sensibles. El cableado cerca del plano de tierra puede reducir el área del Circuito de señal, reducir la intensidad de la radiación o mejorar la capacidad anti - interferencia.

Además, el plano de alimentación de trabajo principal de un solo tablero (el plano de alimentación ampliamente utilizado) debe ser adyacente a su plano de tierra para reducir efectivamente el área de circuito de la corriente de alimentación.

3. verifique si hay cables de señal de 50 MHz en la parte superior e inferior de la placa. Si es así, las señales de alta frecuencia se colocan entre dos capas planas para frenar su radiación al espacio.

Diseño de tablero único y doble:

Para los paneles de una y dos capas, se debe prestar atención al diseño de los cables de señal clave y los cables de alimentación. Para reducir el área del Circuito de corriente de la fuente de alimentación, el cable de tierra debe instalarse cerca de la fuente de alimentación y ser paralelo a la fuente de alimentación.

El "cable de tierra guía" debe colocarse a ambos lados del cable de señal clave de la placa de una sola planta, como se muestra en la figura 4. Se colocará una gran superficie del suelo en el plano de proyección de la línea de señal clave de la placa de doble capa o se utilizará el mismo método de tratamiento que la placa de una sola capa, y se diseñará un "cable de tierra guía". El "cable de tierra protector" a ambos lados de la línea de señal clave puede reducir el área del Circuito de señal por un lado y evitar conversaciones cruzadas entre la línea de señal y otras líneas de señal por el otro.

En términos generales, la estratificación de la placa de PCB se puede diseñar de acuerdo con la siguiente tabla.

Consejos de diseño de PCB

El diseño del PCB debe seguir plenamente el principio de diseño de colocar en línea recta a lo largo del flujo de la señal y evitar círculos en la medida de lo posible. De esta manera, se puede evitar el acoplamiento directo de la señal y se puede afectar la calidad de la señal. Además, para evitar interferencias y acoplamientos entre circuitos y componentes electrónicos, la colocación de circuitos y la disposición de los componentes deben ajustarse a los siguientes principios:

1. si la interfaz "suelo limpio" está diseñada en la placa, el filtro y el dispositivo de aislamiento deben colocarse en la banda de aislamiento entre "suelo limpio" y el suelo de trabajo. Esto evita que los dispositivos de filtrado o aislamiento se acoplen entre sí a través de capas planas, debilitando así el efecto. Además, no se colocarán otros dispositivos en "suelo limpio", excepto filtros y dispositivos de protección.

2. cuando se colocan varios circuitos modulares en el mismo pcb, los circuitos digitales y analógicos, los circuitos de alta velocidad y los circuitos de baja velocidad deben organizarse por separado para evitar interferencias mutuas entre los circuitos digitales, los circuitos analógicos, los circuitos de baja velocidad y los circuitos de alta velocidad. Además, cuando hay circuitos de alta, media y baja velocidad en la placa de circuito al mismo tiempo, se deben seguir los principios de diseño de la figura 7 para evitar que el ruido del Circuito de alta frecuencia se irradie a través de la interfaz.

3. el circuito de filtro de la entrada de energía de la placa de circuito debe colocarse cerca de la interfaz para evitar el reconexión del Circuito de filtro.

4. los dispositivos de filtrado, protección y aislamiento del Circuito de interfaz se colocan cerca de la interfaz, como se muestra en la figura 9, lo que puede lograr eficazmente el efecto de protección, filtrado y aislamiento. Si la interfaz tiene tanto un circuito de filtro como un circuito de protección, se debe seguir el principio de protección primero y luego filtrado. Debido a que el circuito de protección se utiliza para la supresión de Sobretensión y sobrecorriente externa, si el circuito de protección se coloca detrás del Circuito de filtro, el circuito de filtro se dañará debido a Sobretensión y corriente. Además, debido a que el acoplamiento de las líneas de entrada y salida del circuito debilita el efecto de filtrado, aislamiento o protección, el diseño debe garantizar que las líneas de entrada y salida del Circuito de filtro (filtro), aislamiento y protección no estén acopladas entre sí.

5. el circuito o dispositivo sensible (como el circuito de reinicio) está a al menos 1000 mm del borde de la placa, especialmente el borde.

El lado de la interfaz de la placa.

6. los condensadores de almacenamiento de energía y filtro de alta frecuencia deben colocarse cerca de circuitos o equipos de unidades con grandes cambios de corriente (como terminales de entrada y salida de módulos de alimentación, ventiladores y relés) para reducir el área de bucle de los circuitos de alta corriente.

7. los filtros deben colocarse uno al lado del otro para evitar que el circuito de filtro se vuelva a interferir.

8. los equipos con una fuerte radiación, como cristales, osciladores de cristal, relés y fuentes de alimentación de conmutación, deben estar al menos a 1000 ml de los conectores de interfaz en la placa. De esta manera, la interferencia puede irradiarse directamente hacia el exterior, o la corriente puede acoplarse al cable de salida para irradiar hacia el exterior.