PCB-stapelontwerp met hoge snelheid

Met de komst van het informatietijdperk wordt het gebruik van printplaten steeds uitgebreider en wordt de ontwikkeling van printplaten steeds complexer.Naarmate elektronische componenten steeds dichter op de printplaat worden gerangschikt, is elektrische interferentie een onvermijdelijk probleem geworden.Bij het ontwerp en de toepassing van meerlaagse borden moeten de signaallaag en de vermogenslaag worden gescheiden, dus het ontwerp en de opstelling van de stapel is bijzonder belangrijk.Een goed ontwerpschema kan de invloed van EMI en overspraak in meerlaagse borden aanzienlijk verminderen.

Vergeleken met gewone enkellaagse borden, voegt het ontwerp van meerlaagse borden signaallagen, bedradingslagen toe en rangschikt het onafhankelijke stroomlagen en grondlagen.De voordelen van meerlaagse kaarten komen vooral tot uiting in het leveren van een stabiele spanning voor digitale signaalconversie en het gelijkmatig toevoegen van stroom aan elk onderdeel, waardoor de interferentie tussen signalen effectief wordt verminderd.

De voeding wordt gebruikt in een groot gebied van koperlegging en de grondlaag, wat de weerstand van de vermogenslaag en de grondlaag aanzienlijk kan verminderen, zodat de spanning op de vermogenslaag stabiel is en de kenmerken van elke signaallijn kan worden gegarandeerd, wat zeer gunstig is voor de vermindering van impedantie en overspraak.Bij het ontwerp van high-end printplaten is duidelijk bepaald dat meer dan 60% van de stapelschema's moet worden gebruikt.Meerlaagse platen, elektrische eigenschappen en onderdrukking van elektromagnetische straling hebben allemaal onvergelijkbare voordelen ten opzichte van laaglaagse platen.In termen van kosten geldt in het algemeen dat hoe meer lagen er zijn, hoe duurder de prijs is, omdat de kosten van de printplaat verband houden met het aantal lagen en de dichtheid per oppervlakte-eenheid.Na het verminderen van het aantal lagen, zal de bedradingsruimte worden verkleind, waardoor de bedradingsdichtheid toeneemt., en voldoe zelfs aan de ontwerpvereisten door de lijnbreedte en afstand te verkleinen.Deze kunnen de kosten op passende wijze verhogen.Het is mogelijk om het stapelen te verminderen en de kosten te verlagen, maar het maakt de elektrische prestaties slechter.Dit soort ontwerp is meestal contraproductief.

Kijkend naar de PCB-microstripbedrading op het model, kan de grondlaag ook worden beschouwd als een onderdeel van de transmissielijn.De geaarde koperlaag kan worden gebruikt als luspad voor de signaallijn.Het vermogensvlak is verbonden met het grondvlak via een ontkoppelingscondensator, in het geval van wisselstroom.Beide zijn gelijkwaardig.Het verschil tussen laagfrequente en hoogfrequente stroomlussen is dat.Bij lage frequenties volgt de retourstroom de weg van de minste weerstand.Bij hoge frequenties is de retourstroom langs het pad van de minste inductantie.De stroom keert terug, geconcentreerd en verdeeld direct onder de signaalsporen.

In het geval van een hoge frequentie, als een draad rechtstreeks op de grondlaag wordt gelegd, zelfs als er meer lussen zijn, zal de stroomterugvoer terugvloeien naar de signaalbron vanaf de bedradingslaag onder het oorspronkelijke pad.Omdat dit pad de minste impedantie heeft.Dit soort gebruik van grote capacitieve koppeling om het elektrische veld te onderdrukken, en de minimale capacitieve koppeling om de magnetische plant te onderdrukken om een ​​lage reactantie te behouden, noemen we het zelfafscherming.

Uit de formule blijkt dat wanneer de stroom terugvloeit, de afstand tot de signaallijn omgekeerd evenredig is met de stroomdichtheid.Dit minimaliseert het lusgebied en de inductantie.Tegelijkertijd kan worden geconcludeerd dat als de afstand tussen de signaallijn en de lus klein is, de stromen van de twee qua grootte en tegengestelde richting vergelijkbaar zijn.En het magnetische veld dat door de externe ruimte wordt gegenereerd, kan worden gecompenseerd, dus de externe EMI is ook erg klein.In het stapelontwerp is het het beste om elk signaalspoor te laten corresponderen met een zeer dichte grondlaag.

Bij het probleem van overspraak op de grondlaag is de overspraak veroorzaakt door hoogfrequente circuits voornamelijk te wijten aan inductieve koppeling.Uit de bovenstaande stroomlusformule kan worden geconcludeerd dat de lusstromen die worden gegenereerd door de twee signaallijnen die dicht bij elkaar liggen, elkaar zullen overlappen.Er zal dus magnetische interferentie zijn.

K in de formule is gerelateerd aan de signaalstijgtijd en de lengte van de stoorsignaallijn.In de stack-instelling zal het verkorten van de afstand tussen de signaallaag en de grondlaag de interferentie van de grondlaag effectief verminderen.Bij het leggen van koper op de voedingslaag en de grondlaag op de PCB-bedrading, zal er een scheidingsmuur verschijnen in het koperen leggebied als u niet oplet.Het optreden van dit soort problemen is hoogstwaarschijnlijk te wijten aan de hoge dichtheid van via-gaten of het onredelijke ontwerp van het via-isolatiegebied.Dit vertraagt ​​de stijgtijd en vergroot het lusgebied.Inductantie neemt toe en creëert overspraak en EMI.

We moeten ons best doen om de winkelhoofden in paren op te stellen.Dit houdt rekening met de vereisten voor de balansstructuur in het proces, omdat de onevenwichtige structuur de vervorming van de printplaat kan veroorzaken.Voor elke signaallaag kun je het beste een gewone stad als interval hebben.De afstand tussen de hoogwaardige voeding en de koperen stad is bevorderlijk voor stabiliteit en vermindering van EMI.Bij het ontwerpen van hogesnelheidsborden kunnen redundante grondvlakken worden toegevoegd om signaalvlakken te isoleren.


Posttijd: 23 maart 2023