עיצוב מחסנית PCB במהירות גבוהה

עם כניסת עידן המידע, השימוש בלוחות PCB הולך וגובר, והתפתחות לוחות ה-PCB הופכת מורכבת יותר ויותר.ככל שרכיבים אלקטרוניים מסודרים בצפיפות רבה יותר על ה-PCB, הפרעות חשמליות הפכו לבעיה בלתי נמנעת.בתכנון ויישום של לוחות רב-שכבתיים, יש להפריד בין שכבת האותות לשכבת הכוח, ולכן העיצוב והסידור של הערימה חשובים במיוחד.ערכת עיצוב טובה יכולה להפחית במידה ניכרת את ההשפעה של EMI ו-crosstalk בלוחות רב-שכבתיים.

בהשוואה ללוחות חד-שכבתיים רגילים, העיצוב של לוחות רב-שכבתיים מוסיף שכבות אות, שכבות חיווט ומסדר שכבות כוח ושכבות קרקע עצמאיות.היתרונות של לוחות רב-שכבתיים באים לידי ביטוי בעיקר באספקת מתח יציב להמרת אותות דיגיטליים, והוספת הספק שווה לכל רכיב בו-זמנית, ומפחיתה למעשה את ההפרעות בין האותות.

אספקת החשמל משמשת באזור גדול של הנחת נחושת ושכבת הקרקע, מה שיכול להפחית מאוד את ההתנגדות של שכבת החשמל ושכבת הקרקע, כך שהמתח בשכבת החשמל יציב, ואת המאפיינים של כל קו אות ניתן להבטיח, מה שמועיל מאוד להפחתת עכבה והצלבה.בתכנון של לוחות מעגלים מתקדמים, נקבע בבירור שיש להשתמש ביותר מ-60% מתכניות הערימה.ללוחות רב-שכבתיים, למאפיינים חשמליים ודיכוי קרינה אלקטרומגנטית יש יתרונות שאין דומה להם על פני לוחות נמוכים.מבחינת עלות, באופן כללי, ככל שיש יותר שכבות, המחיר יקר יותר, כי העלות של לוח ה-PCB קשורה למספר השכבות, ולצפיפות ליחידת שטח.לאחר הפחתת מספר השכבות, שטח החיווט יקטן, ובכך תגדיל את צפיפות החיווט., ואף לעמוד בדרישות העיצוב על ידי הקטנת רוחב ומרחק הקו.אלה עשויים להגדיל את העלויות כראוי.אפשר לצמצם את הערימה ולהפחית את העלות, אבל זה מחמיר את הביצועים החשמליים.סוג זה של עיצוב הוא בדרך כלל לא פרודוקטיבי.

בהסתכלות על חיווט ה-PCB microstrip בדגם, ניתן להתייחס לשכבת האדמה גם כחלק מקו ההולכה.ניתן להשתמש בשכבת הנחושת הקרקעית כנתיב לולאת קו אות.מישור הכוח מחובר למישור ההארקה באמצעות קבל ניתוק, במקרה של AC.שניהם שווים.ההבדל בין לולאות זרם בתדר נמוך לתדר גבוה הוא זה.בתדרים נמוכים, זרם החוזר עוקב אחר הנתיב של ההתנגדות הקטנה ביותר.בתדרים גבוהים, זרם ההחזרה הוא לאורך הנתיב של השראות הנמוכה ביותר.הזרם חוזר, מרוכז ומופץ ישירות מתחת לעקבות האות.

במקרה של תדר גבוה, אם חוט מונח ישירות על שכבת הקרקע, גם אם יש יותר לולאות, החזר הזרם יזרום בחזרה למקור האות משכבת ​​החיווט מתחת לנתיב המקור.כי לנתיב הזה יש הכי פחות עכבה.סוג זה של שימוש בצימוד קיבולי גדול כדי לדכא את השדה החשמלי, וצימוד קיבולי מינימלי כדי לדכא את הצמח המגנטי כדי לשמור על תגובתיות נמוכה, אנו קוראים לזה מיגון עצמי.

ניתן לראות מהנוסחה שכאשר הזרם זורם לאחור, המרחק מקו האות עומד ביחס הפוך לצפיפות הזרם.זה ממזער את שטח הלולאה ואת השראות.יחד עם זאת, ניתן להסיק שאם המרחק בין קו האות ללולאה קרוב, הזרמים של השניים דומים בגודלם ומנוגדים בכיוון.וניתן לקזז את השדה המגנטי שנוצר על ידי המרחב החיצוני, כך שה-EMI החיצוני גם הוא קטן מאוד.בעיצוב הערימה, עדיף שכל עקבות אות יתאים לשכבת קרקע קרובה מאוד.

בבעיית ההצלבה בשכבת הקרקע, ההצלבה הנגרמת ממעגלים בתדר גבוה נובעת בעיקר מצימוד אינדוקטיבי.מנוסחת לולאת הזרם לעיל, ניתן להסיק שזרמי הלולאה שנוצרו על ידי שני קווי האות הקרובים זה לזה יחפפו.אז תהיה הפרעה מגנטית.

K בנוסחה קשור לזמן עליית האות ולאורך קו אות ההפרעה.בהגדרת מחסנית, קיצור המרחק בין שכבת האותות לשכבת הקרקע יצמצם למעשה את ההפרעות משכבת ​​הקרקע.בעת הנחת נחושת על שכבת אספקת החשמל ושכבת האדמה על חיווט ה-PCB, יופיע קיר הפרדה באזור הנחת הנחושת אם לא תשימו לב.התרחשות של בעיה מסוג זה נובעת ככל הנראה מהצפיפות הגבוהה של חורי דרך, או מהתכנון הלא סביר של אזור בידוד המעבר.זה מאט את זמן העלייה ומגדיל את שטח הלולאה.השראות גדלה ויוצרת הצלבה ו-EMI.

עלינו לנסות כמיטב יכולתנו להגדיר את ראשי החנות בזוגות.זאת בהתחשב בדרישות מבנה האיזון בתהליך, מכיוון שהמבנה הלא מאוזן עלול לגרום לעיוות של לוח ה-PCB.עבור כל שכבת אות, עדיף שתהיה עיר רגילה כמרווח.המרחק בין ספק הכוח היוקרתי לעיר הנחושת תורם ליציבות ולהפחתת EMI.בתכנון לוח מהיר, ניתן להוסיף מטוסי קרקע מיותרים כדי לבודד מטוסי אות.