PCB Blogu - Elektromagnetik Kompatibil Çoklukat PCB Tahta Silme Tasarımı

İçinde. Bastırılmış devre tahtaları,it is very important to consider the electromagnetic compatibility (EMC) design in the circuit design stage. Bir örnek olarak 12 katı tahtası alıyorum., Yükselme yöntemi, yönetme kuralları, Yer ve güç çizgi düzeni, ve elektromagnet uyumluluğu. Elektromagnetik uyumluluğu ortaya çıkan, Elektromagnetik araştırmaları ve karşılaşma sorunlarını çalışıyor.. Elektromagnetik uyumluluğu belirtilen elektromagnet çevre seviyesi altında, Elektronik ekipmanların veya sistemlerin performans indeksi elektromagnetik araştırmaları yüzünden azaltılmayacak., ve onlardan üretilen elektromagnet radyasyon kendisi sınır seviyesinden daha büyük değil., diğer sistemlerin normal operasyonuna etkilemeyecek. Ve ekipmanlar ve ekipmanlar arasında araştırma olmayan amacı ulaştırmak için, sistem ve sistem, ortak ve güvenilir çalışmalar. Electromagnetic interference (EMI) is caused by the electromagnetic interference source transferring energy to the sensitive system through the coupling path. Üç temel formu içeriyor: kablo ve ortak toprak yönetimi, uzay radyasyon ya da yakın alan bağlantısı. Çalışma, devre şematik tasarımı doğru olsa bile ve basılı devre tahtası yanlış tasarlanmış olmadığını kanıtladı., elektronik ekipmanların güveniliğini. Bu yüzden..., basılı devre tahtasının elektromagnyetik uyumluluğunu sağlamak için tüm sistem tasarımının anahtarı. Bu makale genellikle elektromagnetik uyumluluğu tartışıyor.. Çoklu katmanın tasarımında teknoloji ve uygulaması Bastırılmış devre tahtaları.

Bu... PCB tahtası elektronik ürünlerde devre komponentlerinin ve aygıtlarının desteği. Dört komponentleri ve aygıtlar arasında elektrik bağlantılar sağlıyor., ve çeşitli elektronik aygıtlarının temel bir komponenti. Bugünlerde, Büyük ölçekli ve çok büyük ölçekli integral devreler elektronik ekipmanlarda geniş olarak kullanıldı., ve komponentlerin yükselmesi Bastırılmış devre tahtaları daha yüksek ve daha yüksek, ve sinyallerin gönderme hızı hızlı ve hızlı. EMC sorunları da daha büyük ve daha önemli. PCB tahtasıs are divided into single-sided (single-layer boards), double-sided (double-layer boards) and multi-layer boards. Tek taraflı ve çift taraflı tahtalar genelde düşük ve orta yoğunluk sürücü devreler ve düşük integrasyon ile devreler için kullanılır., Çok katlı tahtalar yüksek yoğunlukta sürücü ve yüksek integrasyon ile devreleri kullanır.. Elektromagnetik uyumlu görüntülerinden, Tek taraflı ve iki taraflı devreler yüksek hızlı devreler için uygun değildir., ve tek taraflı ve iki taraflı sürücü artık yüksek performans devrelerin ihtiyaçlarını yerine getiremez., ve çoklu katı dönüştürme devrelerinin geliştirilmesi üzerindeki sorunları çözmesi için. Uygulamalar daha büyük ve daha genişletiyor..

1. Characteristics of multi-layer wiring
The PCB tahtası çoklu katı yapısıyla organik ve organik değişik dielektrik materyallerden oluşturulmuş.. Sınırlar arasındaki bağlantı, vias aracılığıyla başarılıyor., ve katlar arasındaki elektrik sinyal yönetimi metal materyallerle karıştırmak veya doldurarak. The reason why multi-layer wiring is widely used has the following characteristics:
(1) There are special power supply layer and ground wire layer inside the multi-layer board. Güç teslimat katmanı araştırmaları azaltmak için ses dönüşü olarak kullanılabilir; aynı zamanda, elektrik teslimat katmanı da sistemin tüm sinyallerinin ortak impedans bağlantı arayüzünü yok etmesi için bir döngü sağlıyor.. Elektrik tasarımının engellemesi düşürüldü., bu yüzden ortak impedans araştırmalarını.
(2) The multi-layer board adopts a special ground layer, tüm sinyal çizgileri için özel bir yer kablosu var.. Sinyal çizginin özellikleri: impedans stabil ve kolay eşleşecek., yansıtma nedeniyle dalga formu bozukluğunu azaltıyor; aynı zamanda, özel bir yer kablosu kullanılır. Çizgi katı sinyal çizgi ve yerel çizgi arasındaki dağıtılmış kapasitenin arttırıyor, Çapraz konuşmasını azaltmak,

2. Laminate tasarımı Bastırılmış devre tahtaları
2.1 Silme kuralları PCB tahtası
Birçok katı devre tahtalarının elektromagnetik uyumluluğu analizi Kirchhoff'un yasasına ve Faraday'nin elektromagnetik induksiyonun yasasına dayanabilir.. Kirchhoff'un kanuna göre, Yüklemek üzere kaynağından her zaman alanı sinyal iletişimi bir impedans yolu olmalı.. PCB tahtasıs çoklu katlar s ık sık hızlı kullanılır, yüksek performans sistemleri, where multiple layers are used for direct current (DC) power or ground reference planes. Bu uçaklar genelde hiçbir bölüm olmadan güçlü uçaklardır., çünkü güç veya yeryüzü uçakları olarak kullanılabilecek kadar katı var, Yani aynı katta farklı DC voltajlarını. Bu katı, onların yanındaki gönderme hatlarının sinyalleri için şu anki dönüş yolu olarak çalışacak.. Düşük bir impedance dönüş yolu yaratmak bu planlı katlar için önemli bir EMC hedefidir.. Sinyal katları fiziksel referans uçak katları arasında dağıtılır, ya simetrik strip çizgileri ya da asimetrik strip çizgileri olabilir. Çoklu katmanın yapısını ve düzenini göstermek için bir örnek olarak 12 katmanın tahtasını alın.. İyerarşik yapısı T - P - S - P - S - P - S - P - S - S - S - P - S - P - P - B, "T" üst katı., "P" referans uçak katı., "S" sinyal katı., "B" alt katı.. Üst katından aşağı katına kadar ilk katıdır., ikinci katı, ve 12. katı. Üst ve aşağı katlar komponentler için patlama olarak kullanılır, ve sinyaller izlerden doğru radyasyon azaltmak için üst ve aşağı katlarda çok uzun süre seyahat etmemeli.. İşleşmez sinyal çizgileri birbirinden ayrılmalı., bunun amacı birbirlerine karıştırmak için. Yüksek frekans ve düşük frekans, büyük current ve küçük current, dijital ve analog sinyal çizgileri eşleşmez. Komponentü düzeninde, yazılmış tahta farklı konumlara karşılaştırılmaz komponentler, ve sinyal çizgilerin düzeni hâlâ gerekli. Onları ayırmaya dikkat et.. Tasarım yaparken, pay attention to the following 3 issues:
(1) Determine which reference plane layer will contain multiple power regions for different DC voltages. 11 katta çoklu DC voltasyonu tahmin ederek, Bu anlamına gelir ki tasarımcıların 10 katından ve alt katından yüksek hızlı sinyalleri tutmalı., Çünkü dönüş akışını 10 katın üstündeki referans uçağından aklayamaz., ve dikme kapasiteleri gerekiyor., 3. , 5, 7 ve 9 yüksek hızlı sinyaller için sinyal katları., saygı olarak. Önemli sinyallerin izleri, kattaki olabilecek izler kanallarının sayısını iyileştirmek için en mümkün olduğunca bir yönde yollanmalı.. Farklı katlarda dağıtılan sinyal izleri birbirlerine perpendikli olmalı., elektrik ve manyetik alanların bağlantısını. 3. ve 7. katı "doğu-batı" izleri olarak ayarlanabilir., 5. ve 9. katı "doğu-batı" izleri olarak ayarlanabilir.. "Kuzey-Güney" için çizgini çalıştır.. İzlerinin hangi katına yollanıldığı yere bağlı, hedefine ulaştığı yönteme bağlı..
(2) Layer changes when routing high-speed signals, ve hangi farklı katlar bağımsız bir yolculuk için kullanılır, bir referans uçağından yeni referans uçağına dönüştüğünü sağlamak için. Bu sinyal döngüsü alanını azaltmak ve döngüsünün güncel radyasyon ve ortak modunu azaltmak için.. Röntge radyasyonu şu anda şiddetlik ve döngü alanına eşittir.. Aslında..., tasarım, referans uçağını değiştirmek için geri dönüş akışını istemiyor., ama sadece bir tarafından diğerine dönüşüyor.. Örneğin, sinyal katlarının kombinasyonu sinyal katı çift olarak kullanılabilir: katı 3 ve katı 5, Layer 5 and Layer 7, Layer 7 and Layer 9, Doğu-Batı ve Kuzey-Güney yöntemlerinin. Ama 3 ve 9 katların kombinasyonu kullanılmamalı., bu yüzden 4. katından 8. katına dönmek için akışı gerekiyor.. Çıkıştırma kapasitesinin, Yüksek frekanslarda kapasitör lider ve induktans yolunda kullanılmaz oluşturuyor.. Ve bu tür sürücü sinyal döngüsünün bölgesini arttıracak., Şimdiki radyasyonu azaltmak için.
(3) Select the DC voltage for the reference plane layer. Bu örnekte, gücün üzerinde çok gürültü var./İşlemci içerisinde sinyal işlemesinin yüksek hızı nedeniyle yeryüzü referens pins. Bu yüzden..., İşlemci için aynı DC voltaj sağlamak için kapsantörleri çözülmek için çok önemlidir., ve mümkün olduğunca etkileyici olarak kapasiteleri ayırmak için. Bu komponentlerin etkinliğini azaltma yolu, bağlantı izlerini mümkün olduğunca kısa ve geniş tutmak., ve şişeleri mümkün olduğunca kısa ve kalın tutmak için. Eğer 2. katı "toprak" ve 4. katı işlemci için güç olarak atalırsa, Yüksek katından, işlemci ve çözümleme kapasitelerinin yerleştirildiği en kısa katta olmalı.. Tahtanın alt katına uzanan boş kalan hiçbir önemli akışı yok ve kısa mesafe anten etkisi yok..

2.2 The 20-H Rule and the 3-W Rule
In the electromagnetic compatibility design of multi-layer PCB tahtasıs, Elektrik katmanı ve çoklu katmanın kenarını belirlemek için iki temel prensip var ve basılı çizgiler arasındaki mesafeyi çözmek için: 20-H kuralı ve 3-W kuralı.. 20-H prensipi: RF akışı genellikle elektrik uçağının kenarında oluyor. Manyetik fluksiler arasındaki bağlantı yüzünden.. Bu katlar arasındaki bağlantı sınır etkisi denir.. Yüksek hızlı dijital mantıklı ve saat sinyallerini kullandığında, güç uçakları birbiriyle etkilenecek. birleştirilmiş RF akışı. Bu etkisi azaltmak için, the physical size of the power plane should be at least 20H smaller than the physical size close to the ground plane (H is the distance between the power plane and the ground plane), ve enerji sağlamının sınır etkisi genelde 10 H'de oluyor.. Manyetik akışının %10 yaklaşık, Manyetik akışının %98'ini bulmak istiyorsanız,, 100% sınır değerine ihtiyacınız var.. 20-H kuralı enerji uçağı ve en yakın yeryüzü uçağı arasındaki fiziksel mesafeyi belirliyor., Bakar kalıntısı dahil, prefill, ayrılma katlarını. 20-H kullanarak PCB'nin rezonant frekansiyasını arttırabilir..

RF kenar etkisi üzerinde PCB tahtasıs
3-W rule: When the distance between the two printed lines is small, Elektromagnetik çarpışma iki çizgi arasında oluşacak., bağlantı devre hatası yapacak. Bu araştırmalardan kaçınmak için, her çizgi arasındaki mesafe 3 kez daha az tutmalıdır.. Satır genişliği, Bu,, not less than 3W (W is the width of printed lines). Bastırılmış çizgi genişliği çizgi impedance şartlarına bağlı., Çok geniş bir süre yoğunluğuna etkileyecek., terminal'a gönderilen sinyalin bütünlük ve gücünü etkileyecek.. Saat devrelerinin dönüşü, farklı çift, ve ben/O portlar 3-W prensipinin temel uygulama nesneleridir.. 3-W prensipi sadece elektromagnetik flux çizginin sınırını temsil ediyor. Kısaca konuşma enerjisinin %70'e ulaştığı yerde. Eğer ihtiyaçlar yüksektirse, elektromagnet akışının sınır çizgisi gibi, karışık konuşma enerjisinin %98'e garanti eden, 10 W aralığı kullanılmalıdır..

2.3 Layout of the ground wire
First of all, dağıtılmış parametrelerin, belli bir frekans üstünde, Herhangi bir metal kablo dirençliğinden oluşan bir cihaz olarak kabul edilmeli.. Bu yüzden..., Yer lideri belli bir impedans ve elektrik döngüsü oluşturuyor., Tek nokta yerleştirmesi veya çok nokta yerleştirmesi, gerçek yere veya çantaya düşük bir impedance dönüşü oluşturmalı.. 25 mm uzunluğunun tipik bir izleri yaklaşık 15-20nH incelemesini gösterecek., ve dağıtılmış kapasitenin varlığı yeryüzü uça ğı ve ekipman yarışı arasında rezonant devre oluşturacak.. İkinci, Yer akışı yeryüzünün kablosundan geçtiğinde,, yayılma hattı etkileri ve anten etkileri oluşturur. Çizginin uzunluğu 1 olduğunda/4 dalga uzunluğu, yüksek bir impedans gösteriyor., Yer kablosu gerçekten açık., ve yeryüzü kablo dışarıdaki ışık ışığına, Yer tabağı yüksek frekans akışlarından dolu ve rahatsız edici akışlarından oluşturulmuş.. Bu yüzden..., Yer noktaları arasında birçok döngü oluşturulmuş., and the diameter of these loops (or ground point spacing) should be less than 1/Frekans dalgalarının uzunluğunu. Doğru cihazı seçmek tasarımın başarısı için önemli bir faktördür., özellikle bir mantıklı cihazı seçtiğinde, 5'den uzun süre yükselen bir mantıklı cihazı seçmeye çalışın, ve devre gerektiğinden daha hızlı zamanlama sıralaması ile mantıklı bir cihazı seçmeyeceğiz..

2.4 Arrangement of power cords
For multi-layer boards, elektrik teslimatı katı yapısı elektrik teslimatı için kullanılır. Bu yapının özellikleri engellemesi yol çiftlerinden çok daha küçüktür., 1Î'den daha az olabilir.. Bu yapı kesin bir kapasite sahiptir., ve her türlü çip yanında yüksek frekans kapasiteleri açılması gerekmez.. Eğer katmanın kapasitesinin yeterli olmasına rağmen, dışarı çıkarma kapasitesi gerektiğinde, Tümleşik çip yanında eklenmemeli., ama basılı tahtada herhangi bir yere eklenebilir. Tümleşik çip'in güç pinleri ve toprak pinleri elektrik temizleme katmanıyla doğrudan bağlantılı olabilir ve yeryüzü katmanı deliklerden metal edilmiş şekilde metal edilebilir., bu yüzden güç sağlama döngüsü her zaman orada. "Şimdilik her zaman impedans yolunu alır" prensipinden dolayı., Yerde yüksek frekans dönüş akışı her zaman izleri takip ediyor., engelleyecek bir yer boşluğu yoksa, bu yüzden sinyal döngüsü her zaman orada. Elektrik katı yapısının basit ve fleksibil düzenlemenin ve güzel elektromanyetik uyumluluğunun, tren çiftinin enerji sağlığıyla karşılaştığı için, güç katı yapısının faydalı olduğunu görülebilir..

3. Conclusion
In short, çoklu katmanın tasarımında PCB tahtasıs, grup aralığını engellemek için komponentler gruplara yerleştirilmeli; yüksek hızlı devreler elektrik alan bağlantısı veya manyetik alan bağlantısı üzerinden diğer devreler ile müdahale etmek için düzgün düzenlenmeli; Genel toprak çizgi engelleme bağlantı aracılığı; elektrik teslimatı döngüsünün bölgesini belli bir şekilde, Manyetik alan bağlantısından kaçınmak için farklı güç temsilcilerinin güç temsilcilerinin dönüşünü kapatmamalı; Birleşme müdahalesinden kaçırmak için karşılaşmaz sinyal çizgileri birbirlerinden ayrılmalı; Küçük sinyal döngü alanı döngü radyasyonu ve ortak moda radyasyonu azaltmak için PCB tahtası.