ตัวเก็บประจุจัมเปอร์หรือตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนอาจช่วยแก้ปัญหาบางอย่างได้ แต่ต้องพิจารณาความต้านทานโดยรวมของตัวเก็บประจุ จุดแวะ แผ่นอิเล็กโทรด และการเดินสาย

บทความนี้จะแนะนำ EMC การออกแบบ PCB เทคโนโลยีจากสามด้าน: กลยุทธ์การวางเลเยอร์ PCB ทักษะการจัดวาง และกฎการเดินสาย

กลยุทธ์การแบ่งชั้น PCB

ความหนา ผ่านกระบวนการ และจำนวนชั้นในการออกแบบแผงวงจรไม่ใช่กุญแจสำคัญในการแก้ปัญหาการซ้อนชั้นที่ดีคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการบายพาสและการแยกส่วนบัสไฟฟ้า และลดแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะบนชั้นพลังงานหรือชั้นกราวด์กุญแจสำคัญในการป้องกันสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของสัญญาณและแหล่งจ่ายไฟ

จากมุมมองของร่องรอยสัญญาณ กลยุทธ์การแบ่งชั้นที่ดีควรวางร่องรอยสัญญาณทั้งหมดไว้ในชั้นหนึ่งหรือหลายชั้น และชั้นเหล่านี้อยู่ถัดจากชั้นพลังงานหรือชั้นกราวด์สำหรับแหล่งจ่ายไฟ กลยุทธ์การแบ่งชั้นที่ดีควรให้ชั้นพลังงานอยู่ติดกับชั้นกราวด์ และระยะห่างระหว่างชั้นพลังงานกับชั้นกราวด์ให้น้อยที่สุดนี่คือสิ่งที่เรากำลังพูดถึงกลยุทธ์ "ฝังรากลึก"ด้านล่างนี้เราจะพูดถึงกลยุทธ์การแบ่งชั้น PCB ที่ดีโดยเฉพาะ

1. ระนาบการฉายของชั้นสายไฟควรอยู่ในพื้นที่ของชั้นระนาบการไหลกลับหากชั้นการเดินสายไม่ได้อยู่ในพื้นที่การฉายของชั้นระนาบการไหล จะมีสายสัญญาณอยู่นอกพื้นที่การฉายระหว่างการเดินสาย ซึ่งจะทำให้เกิดปัญหา "การแผ่รังสีที่ขอบ" และจะเพิ่มพื้นที่ของลูปสัญญาณด้วย ส่งผลให้ เพิ่มการแผ่รังสีในโหมดดิฟเฟอเรนเชียล

2. พยายามหลีกเลี่ยงการติดตั้งชั้นสายไฟที่อยู่ติดกันเนื่องจากร่องรอยของสัญญาณแบบขนานบนชั้นการเดินสายที่อยู่ติดกันสามารถทำให้เกิดครอสทอล์คของสัญญาณได้ หากไม่สามารถหลีกเลี่ยงชั้นการเดินสายที่อยู่ติดกันได้ ระยะห่างของชั้นระหว่างชั้นการเดินสายทั้งสองควรเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม และระยะห่างของชั้นระหว่างชั้นการเดินสายและวงจรสัญญาณควรลดลง

3. ชั้นระนาบที่อยู่ติดกันควรหลีกเลี่ยงการทับซ้อนกันของระนาบการฉายภาพเนื่องจากเมื่อเส้นโครงเหลื่อมกัน ความสามารถในการเชื่อมต่อระหว่างเลเยอร์จะทำให้เสียงระหว่างเลเยอร์กระทบกัน

การออกแบบบอร์ดหลายชั้น

เมื่อความถี่สัญญาณนาฬิกาเกิน 5MHz หรือเวลาที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณน้อยกว่า 5ns เพื่อควบคุมพื้นที่ลูปสัญญาณได้ดี โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการออกแบบบอร์ดหลายชั้นควรคำนึงถึงหลักการต่อไปนี้เมื่อออกแบบบอร์ดหลายชั้น:

1. ชั้นของการเดินสายหลัก (ชั้นที่มีสายสัญญาณนาฬิกา, บัส, สายสัญญาณอินเทอร์เฟซ, สายความถี่วิทยุ, สายสัญญาณรีเซ็ต, สายสัญญาณเลือกชิป และสายสัญญาณควบคุมต่างๆ) ควรอยู่ติดกับระนาบกราวด์ที่สมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระหว่างระนาบพื้นทั้งสอง ดังรูปที่ 1

โดยทั่วไปแล้วสายสัญญาณหลักคือการแผ่รังสีที่แรงหรือสายสัญญาณที่ไวต่อแสงมากการเดินสายใกล้กับระนาบพื้นสามารถลดพื้นที่ลูปสัญญาณ ลดความเข้มของรังสี หรือปรับปรุงความสามารถในการป้องกันการรบกวน

2. ควรดึงระนาบพลังงานให้สัมพันธ์กับระนาบพื้นที่อยู่ติดกัน (ค่าที่แนะนำ 5H~20H)การถอยกลับของระนาบกำลังเมื่อเทียบกับระนาบกราวด์กลับสามารถระงับปัญหา "การแผ่รังสีที่ขอบ" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังแสดงในรูปที่ 2

นอกจากนี้ ระนาบกำลังการทำงานหลักของบอร์ด (ระนาบกำลังที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย) ควรอยู่ใกล้กับระนาบพื้นเพื่อลดพื้นที่ลูปของกระแสไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังแสดงในรูปที่ 3

3. ไม่มีสายสัญญาณ ≥50MHz ที่ชั้นบนและล่างของบอร์ดหรือไม่ถ้าเป็นเช่นนั้น จะเป็นการดีที่สุดที่จะเดินสัญญาณความถี่สูงระหว่างชั้นระนาบสองชั้นเพื่อยับยั้งการแผ่รังสีของมันไปยังอวกาศ

การออกแบบบอร์ดชั้นเดียวและบอร์ดสองชั้น

สำหรับการออกแบบบอร์ดชั้นเดียวและบอร์ดสองชั้น ควรให้ความสนใจกับการออกแบบสายสัญญาณหลักและสายไฟต้องมีสายดินต่อขนานกับรางไฟเพื่อลดพื้นที่ของวงจรกระแสไฟฟ้า

ควรวาง “Guide Ground Line” ทั้งสองด้านของสายสัญญาณหลักของบอร์ดชั้นเดียว ดังแสดงในรูปที่ 4 สายสัญญาณหลักของบอร์ดสองชั้นควรมีพื้นที่ขนาดใหญ่บนระนาบการฉาย หรือวิธีเดียวกับบอร์ดชั้นเดียว ออกแบบ "Guide Ground Line" ดังแสดงในรูปที่ 5 "Guard Ground Wire" ทั้งสองด้านของสายสัญญาณคีย์สามารถลดพื้นที่ลูปสัญญาณได้ในด้านหนึ่ง และยังป้องกัน crosstalk ระหว่างสายสัญญาณกับสายสัญญาณอื่นๆ

ทักษะการจัดวาง PCB

เมื่อออกแบบเลย์เอาต์ PCB คุณควรปฏิบัติตามหลักการออกแบบการวางเป็นเส้นตรงตามทิศทางการไหลของสัญญาณ และพยายามหลีกเลี่ยงการวนซ้ำไปมาดังแสดงในรูปที่ 6 สิ่งนี้สามารถหลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อสัญญาณโดยตรงและส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณ .

นอกจากนี้ เพื่อป้องกันการรบกวนซึ่งกันและกันและการต่อพ่วงระหว่างวงจรและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ การจัดวางวงจรและการจัดวางส่วนประกอบควรเป็นไปตามหลักการต่อไปนี้:

1. หากมีการออกแบบอินเทอร์เฟซ "กราวด์สะอาด" บนบอร์ด ควรวางส่วนประกอบการกรองและการแยกไว้บนแถบแยกระหว่าง "กราวด์สะอาด" และกราวด์การทำงานสิ่งนี้สามารถป้องกันไม่ให้อุปกรณ์กรองหรือแยกเชื่อมต่อกันผ่านชั้นระนาบ ซึ่งทำให้เอฟเฟกต์อ่อนลงนอกจากนี้ บน "พื้นที่สะอาด" นอกเหนือจากอุปกรณ์กรองและป้องกันแล้ว ไม่สามารถวางอุปกรณ์อื่นได้

2. เมื่อวางวงจรโมดูลหลายตัวบน PCB วงจรดิจิตอลและวงจรแอนะล็อกเดียวกัน ควรวางวงจรความเร็วสูงและความเร็วต่ำแยกกันเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างวงจรดิจิตอล วงจรอนาล็อก วงจรความเร็วสูงและต่ำ - วงจรความเร็วนอกจากนี้ เมื่อมีวงจรความเร็วสูง ปานกลาง และความเร็วต่ำอยู่บนแผงวงจรพร้อมกัน เพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนวงจรความถี่สูงไม่ให้แผ่ออกมาทางอินเทอร์เฟซ หลักการจัดวางในรูปที่ 7 ควรเป็น

3. ควรวางวงจรตัวกรองของพอร์ตอินพุตพลังงานของแผงวงจรไว้ใกล้กับอินเทอร์เฟซเพื่อหลีกเลี่ยงการต่อวงจรซ้ำของวงจรกรอง

4. ส่วนประกอบการกรอง การป้องกัน และการแยกของวงจรอินเทอร์เฟซจะถูกวางไว้ใกล้กับอินเทอร์เฟซ ดังแสดงในรูปที่ 9 ซึ่งสามารถบรรลุผลของการป้องกัน การกรอง และการแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพหากมีทั้งตัวกรองและวงจรป้องกันที่อินเทอร์เฟซ หลักการของการป้องกันก่อนแล้วจึงกรองควรเป็นเนื่องจากวงจรป้องกันใช้สำหรับแรงดันเกินภายนอกและการปราบปรามกระแสเกิน หากวงจรป้องกันถูกวางไว้หลังวงจรกรอง วงจรกรองจะเสียหายจากแรงดันเกินและกระแสเกิน

นอกจากนี้ เนื่องจากสายอินพุตและเอาต์พุตของวงจรจะทำให้ผลการกรอง การแยก หรือการป้องกันลดลงเมื่อเชื่อมต่อกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายอินพุตและเอาต์พุตของวงจรกรอง (ตัวกรอง) การแยกและวงจรป้องกันไม่ จับคู่กันระหว่างการจัดวาง

5. วงจรหรือส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อน (เช่น วงจรรีเซ็ต เป็นต้น) ควรอยู่ห่างจากขอบแต่ละด้านของบอร์ดอย่างน้อย 1,000 mils โดยเฉพาะขอบของอินเทอร์เฟซของบอร์ด


6. ควรวางที่เก็บพลังงานและตัวเก็บประจุตัวกรองความถี่สูงไว้ใกล้กับวงจรหน่วยหรืออุปกรณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงกระแสสูง (เช่น ขั้วอินพุตและเอาต์พุตของโมดูลแหล่งจ่ายไฟ พัดลม และรีเลย์) เพื่อลดพื้นที่ลูปของกระแสขนาดใหญ่ ลูป

7. ควรวางส่วนประกอบตัวกรองไว้เคียงข้างกันเพื่อป้องกันไม่ให้วงจรตัวกรองถูกรบกวนอีกครั้ง

8. เก็บอุปกรณ์ที่มีการแผ่รังสีแรง เช่น คริสตัล คริสตัลออสซิลเลเตอร์ รีเลย์ สวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย ฯลฯ ให้ห่างจากขั้วต่ออินเทอร์เฟซของบอร์ดอย่างน้อย 1,000 milsด้วยวิธีนี้ การรบกวนสามารถแผ่ออกไปภายนอกได้โดยตรง หรือกระแสสามารถเชื่อมต่อกับสายเคเบิลขาออกเพื่อแผ่ออกไปภายนอก

REALTER: แผงวงจรพิมพ์, การออกแบบ PCB, การประกอบ PCB