С наступлением информационного века использование печатных плат становится все более и более обширным, а разработка печатных плат становится все более сложной.Поскольку электронные компоненты располагаются на печатной плате все плотнее, электрические помехи стали неизбежной проблемой.При проектировании и применении многослойных плат сигнальный уровень и уровень питания должны быть разделены, поэтому конструкция и расположение стека особенно важны.Хорошая проектная схема может значительно уменьшить влияние электромагнитных помех и перекрестных помех в многослойных платах.
По сравнению с обычными однослойными платами конструкция многослойных плат добавляет сигнальные слои, слои проводки и организует независимые слои питания и слои заземления.Преимущества многослойных плат в основном отражаются в обеспечении стабильного напряжения для преобразования цифрового сигнала и одновременном равномерном добавлении мощности к каждому компоненту, эффективно уменьшая помехи между сигналами.
Источник питания используется на большой площади медной прокладки и заземляющего слоя, что может значительно снизить сопротивление силового слоя и заземляющего слоя, чтобы напряжение на силовом слое было стабильным, а характеристики каждой сигнальной линии может быть гарантировано, что очень полезно для снижения импеданса и перекрестных помех.При проектировании печатных плат высокого класса было четко оговорено, что должно использоваться более 60% схем стекирования.Многослойные платы, электрические характеристики и подавление электромагнитного излучения имеют несравненные преимущества по сравнению с платами с низким слоем.С точки зрения стоимости, вообще говоря, чем больше слоев, тем дороже цена, потому что стоимость печатной платы зависит от количества слоев и плотности на единицу площади.После уменьшения количества слоев пространство для проводки уменьшится, тем самым увеличив плотность проводки., и даже соответствовать требованиям дизайна за счет уменьшения ширины линии и расстояния.Это может привести к соответствующему увеличению затрат.Можно уменьшить штабелирование и снизить стоимость, но это ухудшит электрические характеристики.Такой дизайн обычно контрпродуктивен.
Глядя на микрополосковую проводку печатной платы на модели, заземляющий слой также можно рассматривать как часть линии передачи.Заземленный медный слой можно использовать в качестве контура сигнальной линии.Плоскость питания соединяется с плоскостью земли через развязывающий конденсатор в случае переменного тока.Оба эквивалентны.Разница между низкочастотными и высокочастотными токовыми петлями заключается в следующем.На низких частотах обратный ток идет по пути наименьшего сопротивления.На высоких частотах обратный ток проходит по пути наименьшей индуктивности.Ток возвращается, концентрируется и распределяется непосредственно под сигнальными дорожками.
В случае высокой частоты, если провод проложен непосредственно по заземляющему слою, даже если имеется больше петель, обратный ток будет течь обратно к источнику сигнала от слоя проводки под исходным путем.Потому что этот путь имеет наименьшее сопротивление.Такое использование большой емкостной связи для подавления электрического поля и минимальной емкостной связи для подавления магнитной установки для поддержания низкого реактивного сопротивления мы называем самоэкранированием.
Из формулы видно, что при обратном течении тока расстояние от сигнальной линии обратно пропорционально плотности тока.Это минимизирует площадь контура и индуктивность.В то же время можно сделать вывод, что если расстояние между сигнальной линией и контуром близко, токи в них одинаковы по величине и противоположны по направлению.И магнитное поле, создаваемое внешним пространством, может быть смещено, поэтому внешние электромагнитные помехи также очень малы.При проектировании стека лучше всего, чтобы каждая трасса сигнала соответствовала очень близкому слою земли.
В проблеме перекрестных помех на уровне земли перекрестные помехи, вызванные высокочастотными цепями, в основном связаны с индуктивной связью.Из приведенной выше формулы токовой петли можно сделать вывод, что петлевые токи, генерируемые двумя близкими сигнальными линиями, будут перекрываться.Так что будут магнитные помехи.
K в формуле связан со временем нарастания сигнала и длиной линии сигнала помехи.В настройках стека сокращение расстояния между сигнальным слоем и наземным слоем эффективно уменьшит помехи от наземного слоя.При укладке меди на слой источника питания и слой заземления на проводку печатной платы в зоне укладки меди появится разделительная стена, если не обращать внимания.Возникновение такого рода проблем, скорее всего, связано с высокой плотностью сквозных отверстий или неразумной конструкцией области изоляции переходных отверстий.Это замедляет время нарастания и увеличивает площадь петли.Индуктивность увеличивается и создает перекрестные помехи и электромагнитные помехи.
Мы должны постараться рассадить начальников цехов парами.Это делается с учетом требований к сбалансированной структуре в процессе, поскольку несбалансированная структура может вызвать деформацию печатной платы.Для каждого сигнального слоя лучше всего иметь в качестве интервала обычный город.Расстояние между высококачественным источником питания и медным городом способствует стабильности и снижению электромагнитных помех.В конструкции высокоскоростной платы могут быть добавлены резервные заземляющие плоскости для изоляции сигнальных плоскостей.
Время публикации: 23 марта 2023 г.