Con el advenimiento de la era de la información, el uso de placas de circuito impreso se está volviendo cada vez más extenso y el desarrollo de placas de circuito impreso se está volviendo cada vez más complejo.A medida que los componentes electrónicos se organizan cada vez más densamente en la placa de circuito impreso, la interferencia eléctrica se ha convertido en un problema inevitable.En el diseño y la aplicación de placas multicapa, la capa de señal y la capa de potencia deben estar separadas, por lo que el diseño y la disposición de la pila son especialmente importantes.Un buen esquema de diseño puede reducir en gran medida la influencia de la EMI y la diafonía en las placas multicapa.
En comparación con las placas ordinarias de una sola capa, el diseño de las placas multicapa agrega capas de señal, capas de cableado y organiza capas de alimentación y capas de tierra independientes.Las ventajas de las placas multicapa se reflejan principalmente en proporcionar un voltaje estable para la conversión de señales digitales y agregar energía uniformemente a cada componente al mismo tiempo, reduciendo efectivamente la interferencia entre las señales.
La fuente de alimentación se utiliza en una gran área de tendido de cobre y la capa de tierra, lo que puede reducir en gran medida la resistencia de la capa de potencia y la capa de tierra, de modo que el voltaje en la capa de potencia sea estable y las características de cada línea de señal. se puede garantizar, lo que es muy beneficioso para la reducción de la impedancia y la diafonía.En el diseño de placas de circuito de gama alta, se ha estipulado claramente que se debe utilizar más del 60 % de los esquemas de apilamiento.Los tableros multicapa, las características eléctricas y la supresión de la radiación electromagnética tienen ventajas incomparables sobre los tableros de capa baja.En términos de costo, en términos generales, cuantas más capas hay, más caro es el precio, porque el costo de la placa PCB está relacionado con la cantidad de capas y la densidad por unidad de área.Después de reducir el número de capas, se reducirá el espacio de cableado, aumentando así la densidad de cableado., e incluso cumplir con los requisitos de diseño al reducir el ancho y la distancia de la línea.Estos pueden aumentar los costos de manera apropiada.Es posible reducir el apilamiento y reducir el costo, pero empeora el rendimiento eléctrico.Este tipo de diseño suele ser contraproducente.
Mirando el cableado microstrip de PCB en el modelo, la capa de tierra también se puede considerar como parte de la línea de transmisión.La capa de cobre a tierra se puede utilizar como una ruta de bucle de línea de señal.El plano de potencia está conectado al plano de tierra a través de un condensador de desacoplamiento, en el caso de AC.Ambos son equivalentes.La diferencia entre los bucles de corriente de baja y alta frecuencia es esa.A bajas frecuencias, la corriente de retorno sigue el camino de menor resistencia.A altas frecuencias, la corriente de retorno sigue el camino de menor inductancia.La corriente regresa, concentrada y distribuida directamente debajo de las huellas de la señal.
En el caso de alta frecuencia, si un cable se coloca directamente sobre la capa de tierra, incluso si hay más bucles, el retorno de corriente fluirá de regreso a la fuente de la señal desde la capa de cableado debajo de la ruta de origen.Porque este camino tiene la menor impedancia.Este tipo de uso de acoplamiento capacitivo grande para suprimir el campo eléctrico y el acoplamiento capacitivo mínimo para suprimir la planta magnética para mantener una reactancia baja, lo llamamos autoprotección.
De la fórmula se puede ver que cuando la corriente regresa, la distancia desde la línea de señal es inversamente proporcional a la densidad de corriente.Esto minimiza el área del bucle y la inductancia.Al mismo tiempo, se puede concluir que si la distancia entre la línea de señal y el bucle es cercana, las corrientes de los dos son similares en magnitud y opuestas en dirección.Y el campo magnético generado por el espacio externo se puede compensar, por lo que la EMI externa también es muy pequeña.En el diseño de la pila, lo mejor es que cada traza de señal corresponda a una capa de tierra muy cercana.
En el problema de la diafonía en la capa de tierra, la diafonía provocada por los circuitos de alta frecuencia se debe principalmente al acoplamiento inductivo.A partir de la fórmula de bucle de corriente anterior, se puede concluir que las corrientes de bucle generadas por las dos líneas de señal cercanas se superpondrán.Así que habrá interferencia magnética.
K en la fórmula está relacionado con el tiempo de subida de la señal y la longitud de la línea de la señal de interferencia.En la configuración de pila, acortar la distancia entre la capa de señal y la capa de tierra reducirá efectivamente la interferencia de la capa de tierra.Al colocar cobre en la capa de suministro de energía y la capa de tierra en el cableado de la PCB, aparecerá una pared de separación en el área de colocación de cobre si no presta atención.Lo más probable es que la aparición de este tipo de problema se deba a la alta densidad de orificios de paso o al diseño poco razonable del área de aislamiento de la vía.Esto ralentiza el tiempo de subida y aumenta el área del bucle.La inductancia aumenta y crea diafonía y EMI.
Deberíamos hacer todo lo posible para configurar las cabezas de las tiendas en parejas.Esto es en consideración de los requisitos de estructura de equilibrio en el proceso, porque la estructura desequilibrada puede causar la deformación de la placa PCB.Para cada capa de señal, es mejor tener una ciudad normal como intervalo.La distancia entre la fuente de alimentación de gama alta y la ciudad de cobre favorece la estabilidad y la reducción de EMI.En el diseño de placas de alta velocidad, se pueden agregar planos de tierra redundantes para aislar los planos de señal.
Hora de publicación: 23-mar-2023