Ar trebui să știi despre regula 20H în proiectarea PCB-urilor. Această regulă spune că marginea planului de putere trebuie să fie departe de marginea stratului de semnal. Ar trebui să fie la o distanță de cel puțin douăzeci de ori mai mare decât înălțimea dielectricului. Acest lucru ajută la reducerea interferențelor electromagnetice. De asemenea, îmbunătățește integritatea semnalului. Utilizarea regulii 20H menține circuitele silențioase. De asemenea, le face să funcționeze bine și să rămână fiabile.
Intrebari cu cheie
Regula 20H spune că marginea planului de putere ar trebui să fie departe de marginea planului de masă. Trebuie să fie la o distanță de cel puțin douăzeci de ori mai mare decât înălțimea dielectricului. Acest spațiu ajută la oprirea interferențelor electromagnetice. De asemenea, îmbunătățește semnalele.
Utilizarea regulii 20H ajută PCB-ul să treacă testele EMI. Menține câmpurile electrice în interiorul plăcii. Acest lucru reduce șansa ca semnalele negative să afecteze funcționarea plăcii.
Regula 20H îmbunătățește calitatea semnalului. Reduce zgomotul și erorile. Acest lucru ajută la deplasarea lină a semnalelor rapide pe PCB.
O bună stivuire și o bună dispunere contează atunci când se folosește regula 20H. Un design inteligent păstrează spațiul potrivit. De asemenea, face ca placa să funcționeze mai bine și să reziste mai mult.
Testează-ți întotdeauna Design PCB după utilizarea regulii 20H. Aceasta verifică dacă designul funcționează bine. Vă ajută să găsiți și să remediați problemele din timp.
Regula 20H în proiectarea PCB-urilor
Definiția lui 20H
V-ați putea întreba ce este regula 20H în proiectarea PCB-urilor. Regula 20H este un ghid care ajută la oprirea interferențelor electromagnetice pe placa de circuite imprimate. Se spune că ar trebui să păstrați marginea planului de alimentare la cel puțin douăzeci de ori înălțimea stratului dielectric departe de marginea planului de masă. Acest spațiu este important deoarece reduce șansa ca semnalele nedorite să părăsească marginile PCB-ului. Când utilizați principiul 20H, mențineți câmpul electric în interiorul plăcii. Acest lucru face ca proiectarea dvs. să funcționeze mai bine și menține circuitele funcționale corecte. Regula 20H este foarte utilă atunci când utilizați semnale de mare viteză sau schimbări rapide de curent, cum ar fi atunci când timpul de creștere sau scădere este mai mic de 1 nanosecundă.
Sfat: Dacă doriți mai puține diafonii și o compatibilitate electromagnetică mai bună, verificați întotdeauna spațiul dintre planul de alimentare și planul de masă. Regula 20H este o modalitate ușoară de a verifica acest lucru.
Origine și scop
Regula 20H nu a fost formulată întâmplător. W. Michael King a împărtășit pentru prima dată această idee în 1980. Mai târziu, Mark I. Meltrose a explicat-o mai detaliat în cartea sa. Mulți ingineri folosesc acum această regulă ca parte normală a proiectării EMI. Regula 20H se folosește pentru a remedia problemele care apar în proiectarea modernă a PCB-urilor. Iată câteva dintre problemele principale la care ajută:
It ajută la reducerea interferențelor electromagnetice, care se agravează pe măsură ce frecvențele de funcționare cresc.
Îl poți folosi ca o modalitate simplă de a reduce EMI în proiectele PCB de mare viteză.
Regula a fost testată cu date reale și modele computerizate, arătând că funcționează bine pentru oprirea semnalelor nedorite.
Veți vedea, de asemenea, că standardele industriale menționează regula 20H. Aceste standarde spun că ar trebui să păstrați spațiul dintre urmele semnalului de mare viteză și planul de referință de cel puțin douăzeci de ori mai mare decât înălțimea urmei deasupra planului. Acest lucru vă ajută să opriți diafonia și menține buna funcționare a PCB-ului. Principiul 20H spune, de asemenea, să păstrați suficient spațiu între stratul de putere și stratul de masă. Procedând astfel, opriți radiația de margine și îmbunătățiți designul pentru compatibilitatea electromagnetică.
De ce contează 20H pentru PCB
Reducere EMI
Vrei ca placa ta de circuit imprimat să treacă testele de interferență electromagnetică. Regula celor 20h te ajută să faci asta. Când respecți regula celor 20h, ții marginea planului de alimentare departe de marginea planului de masă. Acest spațiu împiedică câmpurile electrice puternice să iasă din placă. Vei vedea mai puține interferențe electromagnetice deoarece câmpurile nu ajung la exterior.
Tabelul de mai jos arată cum regula de 20h reduce emisiile radiate în plăci multistrat:
PCB Design | Emisii radiate (dB) |
|---|---|
Regula 20-H | 3.6 la 4.4 |
Nicio regulă 20-H | 0 (linie de bază) |
Mod TMlO | 7 (diferență) |
Când folosești regula celor 20 de ore, poți reduce emisiile cu până la 4.4 dB. Aceasta înseamnă că designul plăcii tale de circuit imprimat va avea o șansă mai mare de a îndeplini standardele stricte EMI. De asemenea, reduci riscul ca placa ta să cauzeze probleme altor dispozitive.
Notă: Emisiile mai mici înseamnă că produsul dumneavoastră este mai sigur și mai fiabil.
Beneficii ale integrității semnalului
Vrei ca semnalul tău să rămână curat pe măsură ce se deplasează pe placă. Regula celor 20h te ajută să menții semnalul puternic și clar. Când setezi planurile de alimentare și de masă la o distanță de cel puțin douăzeci de ori mai mare decât grosimea dielectricului, oprești radiația franjurară. Acest lucru menține energia în interiorul plăcii și departe de margini.
Vei observa mai puține erori și mai puțin zgomot în circuite. Semnalele tale de mare viteză vor circula cu mai puține pierderi. Acest lucru face ca placa ta de circuit imprimat să funcționeze mai bine, mai ales atunci când folosești cipuri rapide sau componente sensibile. O bună integritate a semnalului înseamnă că placa ta de circuit imprimat va funcționa așa cum te aștepți de fiecare dată când o pornești.
Cum funcționează 20H în PCB
Principiul 20H
Principiul 20h este folosit pentru a controla modul în care se comportă câmpurile electrice în interiorul designului PCB-ului. Această regulă provine din ideile de compatibilitate electromagnetică. Îți spune să retragi marginea planului de putere de cel puțin douăzeci de ori înălțimea dielectricului față de marginea planului de masă. Când faci acest lucru, păstrezi cea mai mare parte a câmpului electric în interiorul plăcii. Îl împiedici să se scurgă și să cauzeze probleme.
Principiul de 20h funcționează cel mai bine atunci când aveți schimbări rapide de curent, cum ar fi timpi de creștere sau scădere sub 1 nanosecundă.
Trebuie să plasezi planul de alimentare în interiorul plăcii, cu straturi de sol în jurul lui.
Această configurație vă ajută să mențineți liniile de semnal silențioase și stabile.
Dacă respecți regula celor 20 de ore, îți faci placa mai sigură și mai fiabilă. De asemenea, ajuți circuitele tale să treacă teste EMI dificile.
Suprimarea radiațiilor de margine
Vrei să împiedici câmpurile electrice să scape la marginile straturilor tale. Regula celor 20h te ajută să faci acest lucru prin limitarea câmpurilor în interiorul planului de masă. Când retragi planul de putere cu 20h, prinzi aproximativ 70% din câmpul electric. Dacă retragi și mai mult, de exemplu cu 100h, poți prinde până la 98%.
Distanța de retragere | Confinare în câmp electric |
|---|---|
20H | ~ 70% |
100H | ~ 98% |
Vezi cele mai mari beneficii în proiectare PCB de mare viteză, cum ar fi plăcile RF, de comunicații și auto. Iată cum se aplică regula:
Indentați planul de putere cu 20h față de marginea planului de masă.
Acest pas reduce radiația de margine cu 30 până la 40 dB.
Îți menții semnalul curat și placa de bază silențioasă. De asemenea, te asiguri că liniile tale nu preiau zgomot nedorit. Regula celor 20 de ore îți oferă o modalitate simplă de a crește performanța și de a controla intermitențele (EMI).
Aplicarea 20H în proiectarea PCB-urilor
Instrucțiuni pentru stivuire
Trebuie să alegi suprapunerea corectă atunci când aplici regula 20H în proiectarea PCB-urilor multistrat. Suprapunerea decide cum funcționează straturile împreună și cât de bine controlează placa interferențele electromagnetice. Mai jos poți vedea două soluții principale pentru suprapunere:
Soluţie | Descriere |
|---|---|
Prima soluție | Folosește această configurație când ai multe cipuri pe placa ta. Plasează stratul de masă lângă stratul de semnal cu cele mai multe urme. Această configurație îmbunătățește integritatea semnalului și ajută la suprimarea radiațiilor. De asemenea, reflectă regula 20H prin menținerea marginii planului de putere departe de marginea planului de masă. |
A doua soluție | Alegeți această opțiune pentru plăcile cu mai puține cipuri și suficient spațiu în jurul lor. Puneți straturile de împământare la exterior și straturile de semnal/putere la mijloc. Această structură protejează semnalele și controlează impedanța. Funcționează cel mai bine pentru controlul EMI într-o placă cu 4 straturi. |
Note suplimentare | Măriți distanța dintre straturile de semnal și de alimentare. Faceți direcțiile de trasare verticale pentru a evita diafonia. Controlați suprafața plăcii pentru a respecta regula 20H. Conectați alimentarea și împământarea la cupru pentru o conductivitate bună. |
Sfat: Verificați întotdeauna stackup-ul înainte de a începe rutarea. Un stackup bun vă ajută să respectați regula 20H și menține placa silențioasă.
Considerații privind aspectul
Trebuie să acordați atenție detaliilor de amplasare atunci când utilizați regula 20H. Această regulă vă ajută să controlați câmpul electric dintre straturile de putere și sol. Micșorați planul de putere spre interior cu 20H. Acest pas menține cea mai mare parte a câmpului electric în interiorul marginii solului și reduce interferențele electromagnetice.
Iată pașii importanți pentru aspect:
Aplicați regula 20H pentru a reduce cuplajul planului în proiectele de mare viteză.
Asigurați-vă că planul de alimentare este cu cel puțin 20H mai mic decât planul de masă.
Această metodă limitează scurgerile de energie RF și îmbunătățește compatibilitatea electromagnetică.
De asemenea, ar trebui să fii atent la capcanele comune:
Golurile sau golurile din placare pot opri fluxul de curent și pot provoca defecțiuni.
Așchiile pot crea scurtcircuite prin formarea de conexiuni nedorite.
Lipsa măștii de lipire între pad-uri poate duce la formarea de punți de lipire.
Capcanele de acid pot slăbi conexiunile în timpul gravării.
Prea multă interferență electromagnetică poate duce la defectarea produsului dumneavoastră.
O distanță insuficientă între cupru și margine riscă scurtcircuitări și coroziune.
Notă: Opțiunile atente privind amplasarea și suprapunerea componentelor vă ajută să profitați la maximum de regula 20H. Designul PCB-ului dumneavoastră se menține robust și fiabil.
Beneficiile 20H în PCB
Controlul EMI
Îți dorești PCB pentru a trece testele EMI și funcționează bine în orice mediu. Regula 20H vă oferă un instrument puternic pentru controlul interferențelor electromagnetice. Când trageți marginea planului de putere cu 20 de ori înălțimea dielectricului, captați cea mai mare parte a câmpului electric în interiorul plăcii. Acest pas împiedică placa să se comporte ca o antenă.
Puteți vedea rezultate reale atunci când utilizați regula 20H. Inginerii au măsurat diferența de emisii cu și fără această regulă. Iată câteva constatări cheie:
Puteți observa o creștere a 3.6 dB în emisii în modul TM10 când utilizați regula 20H.
Emisiile măsurate pot diferi cu aproximativ 7 dB în modul TM10 față de ceea ce prezice teoria.
Aceste cifre arată că regula 20H face o diferență reală în controlul EMI. Reduceți riscul ca placa dvs. să cauzeze probleme altor dispozitive. De asemenea, facilitați respectarea standardelor stricte din industrie.
Sfat: EMI mai scăzut înseamnă că este mai puțin probabil ca produsul dumneavoastră să eșueze testele de conformitate. Economisiți timp și bani în timpul certificării.
Performanță îmbunătățită
Vrei ca circuitele tale să funcționeze rapid și să rămână fiabile. Regula 20H te ajută să atingi acest obiectiv. Prin menținerea câmpului electric în interiorul plăcii, îți protejezi semnalele de zgomotul exterior. Semnalele tale de mare viteză rămân curate pe măsură ce se deplasează prin PCB.
De asemenea, beneficiați de o integritate mai bună a semnalului. Aceasta înseamnă că datele dvs. se deplasează fără erori sau pierderi. Placa dvs. funcționează așa cum vă așteptați, chiar și cu cipuri rapide și componente sensibile. Observați mai puține erori și mai puțin timp de nefuncționare.
Iată câteva modalități prin care regula 20H îmbunătățește performanța:
Menține stabile căile semnalului și reduce diafonia.
Ajută placa ta să gestioneze viteze mai mari fără zgomot suplimentar.
Îți sporește robustețea designului în medii dificile.
Când folosești regula 20H, construiești PCB-uri care durează mai mult și au performanțe mai bune. Le oferi produselor tale un avantaj real pe piață.
Limitările regulii 20H
Când 20H s-ar putea să nu ajute
Ai putea crede că Regula 20H îmbunătățește întotdeauna PCB-ulUneori însă, este dificil să se aplice această regulă. Unele plăci sunt dificil de utilizat pentru regula 20H. Designurile multistrat necesită multe conexiuni și trasee. Poate fi dificil să se păstreze suficient spațiu între planurile de alimentare și cele de masă. Plăcile mici, cu multe straturi, pierd rapid din zona de rutare. Distanțele inserate pot ocupa prea mult spațiu. Acest lucru lasă mai puțin spațiu pentru semnale.
Iată un tabel care prezintă limitările comune:
Prescripţie | Explicație |
|---|---|
Distanțe inserate | Obținerea distanțelor corecte de inserție este dificilă, mai ales în modelele multistrat. |
Interferența electromagnetică (EMI) | Utilizarea greșită a regulii 20H poate agrava problemele EMI. |
Zona de rutare | Menținerea unei suprafețe de rutare suficiente este dificilă, mai ales în cazul PCB-urilor multistrat mici, unde nevoile de inserție ocupă mult spațiu. |
Ar trebui să verificați dimensiunea plăcii și câte straturi aveți înainte de a utiliza regula 20H. Uneori, trebuie să echilibrați controlul EMI cu suficient spațiu de rutare.
Compromisuri și concepții greșite
Unii spun că regula 20H reduce întotdeauna emisiile de la magistrala de alimentare. Acest lucru nu este întotdeauna adevărat. Uneori, regula poate crește radiația planului de alimentare. Trebuie să știi cum funcționează placa ta de bază înainte de a utiliza regula.
Mulți designeri cred că curbele de 90 de grade ale pisturilor cauzează întotdeauna probleme. Dar efectul acestor curbe depinde de designul dumneavoastră. Uneori, ele nu afectează integritatea semnalului. De asemenea, pisturile de protecție nu funcționează întotdeauna la fel. S-ar putea să credeți că ajută întotdeauna, dar rezultatele lor se schimbă de la o placă la alta.
Iată un tabel care clarifică câteva concepții greșite des întâlnite:
Concepție greșită | Clarificare |
|---|---|
Regula 20H reduce emisiile radiate de la magistrala de alimentare. | Utilizarea regulii 20H poate uneori crește radiația planului energetic. |
Curbele de 90 de grade ale urmelor sunt întotdeauna dăunătoare. | Efectul curbelor la 90 de grade este diferit pentru fiecare model. |
Urmele de gardă sunt întotdeauna eficiente. | Urmele de protecție funcționează bine doar în anumite modele. |
Nu ar trebui să te limitezi la respectarea regulilor. Testează-ți întotdeauna designul și folosește instrumente de simulare pentru a verifica problemele EMI și de semnal. Planificarea atentă te ajută să eviți greșelile și să creezi PCB-uri mai bune.
Cele mai bune practici pentru 20H în PCB
Sfaturi de proiectare
Vrei ca PCB-ul tău să funcționeze bine și să treacă testele EMI. Ar trebui să urmezi câteva sfaturi simple de proiectare pentru a utiliza corect regula 20H. Mai întâi, fă întotdeauna planul de putere mai mic decât planul de masă. Acest pas te ajută să menții câmpul electric din interiorul plăcii. De asemenea, ar trebui să menții marginea planului de putere la cel puțin douăzeci de ori grosimea dielectricului departe de marginea planului de masă. Această distanță reduce cuplajul dintre straturi și menține interferențele la un nivel scăzut.
Faceți planul de alimentare mai mic decât planul de masă.
Mențineți marginea planului de putere la o distanță de cel puțin 20 de ori mai mare decât grosimea dielectricului față de marginea planului de masă.
Sfat: Verificați stackup-ul înainte de a începe rutarea. O planificare bună vă ajută să evitați problemele cu liniile de semnal și menține placa silențioasă.
Ar trebui să folosești aceste sfaturi atunci când proiectezi plăci de mare viteză. Te vor ajuta menține semnalele curate și reduceți zgomotul. De asemenea, vă asigurați că placa dvs. funcționează bine cu mai multe straturi.
Cazuri de utilizare din lumea reală
Puteți vedea regula 20H în acțiune în multe proiecte reale de PCB. Inginerii folosesc această regulă pentru a reduce radiația electromagnetică. Atunci când aplicați regula corect, captați cea mai mare parte a câmpului electric în interiorul plăcii. Acest pas ajută placa să treacă teste EMC dificile.
Constatări | Descriere |
|---|---|
eficacitate | Regula 20H poate reduce radiațiile electromagnetice atunci când este aplicată corect. |
aplicarea eronată | Dacă este aplicat greșit, poate crește radiațiile și poate crea probleme suplimentare. |
Reflecții interne | Aplicația poate duce la creșterea reflexiilor interne, afectând performanța. |
Ar trebui înțelege originea și scopul a regulii 20H înainte de a o utiliza. Dacă aplicați greșit regula, s-ar putea să creați mai multe probleme decât rezolvați. În practică, inginerii au descoperit că retragerea planurilor de alimentare nu cauzează probleme EMC. Puteți utiliza regula 20H pentru a vă îmbunătăți placa, dar trebuie să vă verificați designul și să vă testați liniile pentru cele mai bune rezultate.
Notă: Testați întotdeauna placa după ce aplicați regula 20H. Proiectarea și testarea atentă vă ajută să evitați greșelile și să construiți PCB-uri fiabile.
Acum știi de ce regula 20H este importantă în proiectarea PCB-urilor. Această regulă ajută la menținerea clarității semnalelor rapide și oprește diafonia. Ar trebui să utilizezi regula dacă dorești mai puține interferențe electromagnetice și o calitate mai bună a semnalului.
Regula 20H împiedică câmpurile electrice să sară între urme.
Te ajută să eviți zgomotul și erorile în circuitele de înaltă frecvență.
Verificați întotdeauna nevoile designului dvs. înainte de a utiliza regula 20H. Dacă doriți să aflați mai multe, consultați ghidurile avansate de stivuire a PCB-urilor și resursele de control EMI.
FAQ
Ce înseamnă regula 20H pentru designul plăcii tale de joc?
Folosești regula 20H pentru a menține marginea planului de alimentare departe de marginea planului de masă. Acest lucru ajută placa ta să controleze interferențele electromagnetice. Îți faci placa mai sigură și mai fiabilă urmând această simplă îndrumare.
Cum afectează planul de masă calitatea semnalului pe placa ta?
Planul de masă oferă plăcii tale o referință stabilă pentru semnale. Menții zgomotul scăzut și îmbunătățești integritatea semnalului. Când plasezi corect planul de masă, placa ta funcționează mai bine cu semnale de mare viteză.
De ce ar trebui să micșorezi planul de putere de pe placa ta?
Micșorezi planul de alimentare astfel încât să nu ajungă la marginea planului de masă. Acest pas captează câmpurile electrice în interiorul plăcii. Reduci riscul ca placa să se comporte ca o antenă și să cauzeze probleme.
Poți folosi regula celor 20 de puncte pe fiecare tablă?
Puteți utiliza regula 20H pe majoritatea plăcilor de circuit imprimat, dar plăcile mici cu multe straturi pot pierde spațiu de rutare. Trebuie să verificați dimensiunea plăcii și numărul de straturi înainte de a aplica regula. Uneori, trebuie să echilibrați controlul EMI cu spațiul pentru semnale.
Ce se întâmplă dacă ignori planul de masă în aspectul plăcii tale?
Dacă ignori planul de masă, placa ta ar putea recepționa mai mult zgomot. Vei observa mai multe pierderi de semnal și erori. Placa poate eșua testele EMI. Ar trebui să incluzi întotdeauna un plan de masă pentru ca placa să funcționeze corect.
