Kapasitor jumper atau kapasitor decoupling dapat memecahkan beberapa masalah, tetapi impedansi keseluruhan kapasitor, vias, bantalan, dan kabel harus dipertimbangkan.

Artikel ini akan memperkenalkan EMC Desain PCB teknologi dari tiga aspek: strategi pelapisan PCB, keterampilan tata letak, dan aturan pengkabelan.

Strategi pelapisan PCB

Ketebalan, melalui proses dan jumlah lapisan dalam desain papan sirkuit bukanlah kunci untuk memecahkan masalah.Penumpukan berlapis yang baik adalah untuk memastikan bypass dan decoupling bus daya dan meminimalkan tegangan transien pada lapisan daya atau lapisan tanah.Kunci untuk melindungi medan elektromagnetik dari sinyal dan catu daya.

Dari perspektif jejak sinyal, strategi pelapisan yang baik adalah meletakkan semua jejak sinyal pada satu atau beberapa lapisan, dan lapisan ini berada di sebelah lapisan daya atau lapisan dasar.Untuk catu daya, strategi pelapisan yang baik adalah bahwa lapisan daya berdekatan dengan lapisan tanah, dan jarak antara lapisan daya dan lapisan tanah sekecil mungkin.Inilah yang kita bicarakan tentang strategi "layering".Di bawah ini kami akan secara khusus berbicara tentang strategi pelapisan PCB yang baik.

1. Bidang proyeksi lapisan kabel harus berada di area lapisan bidang reflow.Jika lapisan pengkabelan tidak berada di area proyeksi lapisan bidang reflow, akan ada garis sinyal di luar area proyeksi selama pengkabelan, yang akan menyebabkan masalah "radiasi tepi", dan juga akan menambah area loop sinyal, yang mengakibatkan peningkatan mode radiasi diferensial.

2. Cobalah untuk menghindari pemasangan lapisan kabel yang berdekatan.Karena jejak sinyal paralel pada lapisan kabel yang berdekatan dapat menyebabkan crosstalk sinyal, jika lapisan kabel yang berdekatan tidak dapat dihindari, jarak lapisan antara dua lapisan kabel harus ditingkatkan dengan tepat, dan jarak lapisan antara lapisan kabel dan rangkaian sinyalnya harus dikurangi.

3. Lapisan bidang yang berdekatan harus menghindari tumpang tindih bidang proyeksinya.Karena ketika proyeksi tumpang tindih, kapasitansi kopling antar lapisan akan menyebabkan noise antar lapisan saling berpasangan.

Desain papan multilayer

Ketika frekuensi clock melebihi 5MHz, atau waktu naik sinyal kurang dari 5ns, untuk mengontrol area loop sinyal dengan baik, desain papan multi-layer umumnya diperlukan.Prinsip-prinsip berikut harus diperhatikan saat mendesain papan multilayer:

1. Lapisan pengkabelan kunci (lapisan di mana jalur jam, bus, jalur sinyal antarmuka, jalur frekuensi radio, jalur sinyal reset, jalur sinyal pemilihan chip dan berbagai jalur sinyal kontrol berada) harus berdekatan dengan bidang dasar yang lengkap, sebaiknya antara dua bidang tanah, Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Garis sinyal kunci umumnya adalah radiasi yang kuat atau garis sinyal yang sangat sensitif.Pengkabelan yang dekat dengan ground plane dapat mengurangi area loop sinyal, mengurangi intensitas radiasi atau meningkatkan kemampuan anti-interferensi.

2. Bidang daya harus ditarik relatif terhadap bidang tanah yang berdekatan (nilai yang disarankan 5H～20H).Pencabutan bidang daya relatif terhadap bidang tanah baliknya dapat secara efektif menekan masalah "radiasi tepi", seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Selain itu, bidang daya kerja utama papan (bidang daya yang paling banyak digunakan) harus dekat dengan bidang dasarnya untuk secara efektif mengurangi area loop arus daya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

3. Apakah tidak ada garis sinyal ≥50MHz pada lapisan ATAS dan BAWAH papan.Jika demikian, yang terbaik adalah mengarahkan sinyal frekuensi tinggi di antara dua lapisan bidang untuk menekan radiasinya ke ruang angkasa.

Desain papan lapis tunggal dan papan lapis ganda

Untuk desain papan satu lapis dan papan dua lapis, desain saluran sinyal utama dan saluran listrik harus diperhatikan.Harus ada kabel arde di samping dan sejajar dengan jalur daya untuk mengurangi luas loop arus daya.

"Guide Ground Line" harus diletakkan di kedua sisi garis sinyal kunci dari papan lapisan tunggal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Garis sinyal utama dari papan lapisan ganda harus memiliki area tanah yang luas pada bidang proyeksi , atau metode yang sama dengan papan lapisan tunggal, desain "Guide Ground Line", seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. "Kabel arde pelindung" di kedua sisi garis sinyal kunci dapat mengurangi area loop sinyal di satu sisi, dan juga mencegah crosstalk antara garis sinyal dan garis sinyal lainnya.

Keterampilan tata letak PCB

Saat mendesain tata letak PCB, Anda harus benar-benar mengamati prinsip desain yang menempatkan garis lurus di sepanjang arah aliran sinyal, dan mencoba menghindari perulangan bolak-balik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Hal ini dapat menghindari sambungan sinyal langsung dan memengaruhi kualitas sinyal .

Selain itu, untuk mencegah interferensi timbal balik dan penggandengan antara sirkuit dan komponen elektronik, penempatan sirkuit dan tata letak komponen harus mengikuti prinsip-prinsip berikut:

1. Jika antarmuka "ground bersih" dirancang pada papan, komponen penyaringan dan isolasi harus ditempatkan pada pita isolasi antara "ground bersih" dan ground kerja.Ini dapat mencegah perangkat pemfilteran atau isolasi saling bergandengan melalui lapisan planar, yang melemahkan efeknya.Selain itu, di "tanah bersih", selain perangkat penyaringan dan perlindungan, tidak ada perangkat lain yang dapat ditempatkan.

2. Ketika beberapa sirkuit modul ditempatkan pada PCB yang sama, sirkuit digital dan sirkuit analog, sirkuit kecepatan tinggi dan kecepatan rendah harus ditata secara terpisah untuk menghindari gangguan timbal balik antara sirkuit digital, sirkuit analog, sirkuit kecepatan tinggi, dan rendah - sirkuit kecepatan.Selain itu, ketika sirkuit berkecepatan tinggi, sedang, dan rendah ada di papan sirkuit pada saat yang sama, untuk menghindari kebisingan sirkuit frekuensi tinggi memancar keluar melalui antarmuka, prinsip tata letak pada Gambar 7 harus .

3. Sirkuit filter dari port input daya papan sirkuit harus ditempatkan dekat dengan antarmuka untuk menghindari penggandengan ulang sirkuit yang difilter.

4. Komponen penyaringan, perlindungan dan isolasi dari rangkaian antarmuka ditempatkan dekat dengan antarmuka, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9, yang dapat secara efektif mencapai efek perlindungan, penyaringan dan isolasi.Jika ada filter dan sirkuit proteksi pada antarmuka, prinsip proteksi pertama dan kemudian filter harus .Karena rangkaian proteksi digunakan untuk penekanan tegangan lebih dan arus lebih eksternal, jika rangkaian proteksi ditempatkan setelah rangkaian filter, rangkaian filter akan rusak oleh tegangan lebih dan arus lebih.

Selain itu, karena jalur input dan output dari rangkaian akan melemahkan efek penyaringan, isolasi atau perlindungan ketika digabungkan satu sama lain, pastikan jalur input dan output dari rangkaian filter (filter), isolasi dan sirkuit perlindungan tidak pasangan satu sama lain selama tata letak.

5. Sirkuit atau komponen sensitif (seperti sirkuit reset, dll.) harus berjarak setidaknya 1000 mil dari setiap tepi papan, terutama tepi antarmuka papan.


6. Kapasitor penyimpan energi dan filter frekuensi tinggi harus ditempatkan di dekat sirkuit unit atau perangkat dengan perubahan arus besar (seperti terminal input dan output modul catu daya, kipas, dan relai) untuk mengurangi area loop arus besar loop.

7. Komponen filter harus ditempatkan berdampingan untuk mencegah sirkuit yang disaring terganggu lagi.

8. Jauhkan perangkat radiasi yang kuat seperti kristal, osilator kristal, relai, catu daya switching, dll. dari konektor antarmuka papan setidaknya 1000 mil.Dengan cara ini, interferensi dapat langsung dipancarkan ke luar atau arus dapat dikopel ke kabel keluar untuk dipancarkan ke luar.

REALTER: Papan Sirkuit Cetak, Desain PCB, Majelis PCB