Pri načrtovanju tiskanih vezij morate poznati pravilo 20H. To pravilo pravi, da mora biti rob napajalne ravnine daleč od roba signalne plasti. Moral bi biti oddaljen vsaj dvajsetkratnik dielektrične višine. To pomaga zmanjšati elektromagnetne motnje. Prav tako izboljša integriteto signala. Uporaba pravila 20H ohranja vaša vezja tiha. Prav tako jim omogoča dobro in zanesljivo delovanje.
Ključni izdelki
Pravilo 20H pravi, da mora biti rob napajalne ravnine daleč od roba ozemljitvene ravnine. Mora biti oddaljen vsaj dvajsetkratnik dielektrične višine. Ta razdalja pomaga preprečiti elektromagnetne motnje. Prav tako izboljša signale.
Uporaba pravila 20H pomaga vaši tiskani veziji prestati teste EMI. Omogoča ohranjanje električnih polj znotraj plošče. To zmanjšuje možnost, da bi slabi signali škodovali delovanju plošče.
Pravilo 20H izboljša kakovost signala. Zmanjša šum in motnje. To pomaga, da se hitri signali gladko premikajo po tiskanem vezju.
Dobra razporeditev in postavitev sta pomembna pri uporabi pravila 20H. Pametna zasnova ohranja pravi prostor. Prav tako omogoča boljše delovanje in daljšo življenjsko dobo plošče.
Vedno preizkusite zasnovo tiskanega vezja po uporabi pravila 20H. To preveri, ali zasnova deluje dobro. Pomaga vam odkriti in odpraviti težave zgodaj.
Pravilo 20H pri načrtovanju tiskanih vezij
Definicija 20H
Morda se sprašujete, kaj je pravilo 20H pri načrtovanju tiskanih vezij. Pravilo 20H je vodilo, ki pomaga preprečiti elektromagnetne motnje na vaši plošči. Pravi, da morate rob napajalne ravnine držati vsaj dvajsetkratnik višine dielektrične plasti stran od roba ozemljitvene ravnine. Ta prostor je pomemben, ker zmanjšuje možnost, da bi neželeni signali zapustili robove vaše tiskane vezja. Ko uporabljate načelo 20H, ohranite električno polje znotraj plošče. To izboljša delovanje vaše zasnove in ohranja pravilno delovanje vaših vezij. Pravilo 20H je zelo koristno, ko uporabljate visokohitrostne signale ali hitre spremembe toka, na primer, ko je čas naraščanja ali padanja krajši od 1 nanosekunde.
Nasvet: Če želite manj presluha in boljšo elektromagnetno združljivost, vedno preverite razdaljo med napajalno in ozemljitveno ravnino. Pravilo 20H je preprost način za preverjanje tega.
Izvor in namen
Pravilo 20H ni bilo ustvarjeno po naključju. W. Michael King je to idejo prvi predstavil leta 1980. Kasneje jo je Mark I. Meltrose podrobneje razložil v svoji knjigi. Mnogi inženirji zdaj uporabljajo to pravilo kot običajen del načrtovanja elektromagnetnih potiskov. Pravilo 20H se uporablja za odpravljanje težav, ki se pojavljajo pri sodobnem načrtovanju tiskanih vezij. Tukaj je nekaj glavnih težav, pri katerih pomaga:
Pomaga zmanjšati elektromagnetne motnje , ki se poslabšajo z naraščanjem delovnih frekvenc.
Uporabite ga lahko kot preprost način za zmanjšanje elektromagnetnih motenj pri projektih visokohitrostnih tiskanih vezij.
Pravilo je bilo preizkušeno z resničnimi podatki in računalniškimi modeli, kar kaže, da dobro deluje pri zaustavljanju neželenih signalov.
Videli boste tudi, da industrijski standardi govorijo o pravilu 20H. Ti standardi pravijo, da morate med sledmi visokohitrostnih signalov in referenčno ravnino vzdrževati razmik vsaj dvajsetkratnik višine sledi nad ravnino. To vam pomaga preprečiti presluh in ohranja dobro delovanje tiskanega vezja. Načelo 20H prav tako pravi, da je treba med napajalno plastjo in ozemljitveno plastjo ohraniti dovolj prostora. S tem preprečite sevanje robov in izboljšate elektromagnetno združljivost svoje zasnove.
Zakaj je 20H pomembno za tiskana vezja
Zmanjšanje EMI
Želite, da vaša tiskana vezja opravijo teste elektromagnetnih motenj. Pravilo 20h vam pri tem pomaga. Ko upoštevate pravilo 20h, rob napajalne ravnine držite stran od roba ozemljitvene ravnine. Ta prostor preprečuje, da bi močna električna polja uhajala iz plošče. Vidite manj elektromagnetnih motenj, ker polja ne dosežejo zunanjosti.
Spodnja tabela prikazuje, kako pravilo 20 ur zmanjšuje sevanje v večplastnih ploščah:
Oblikovanje tiskanih vezij | Sevane emisije (dB) |
|---|---|
Pravilo 20-H | 3.6 da 4.4 |
Pravilo št. 20-H | 0 (izhodišče) |
Način TM10 | 7 (razlika) |
Z uporabo pravila 20 ur lahko zmanjšate emisije za do 4.4 dB. To pomeni, da bo vaša zasnova tiskanega vezja imela večjo možnost izpolnjevanja strogih standardov elektromagnetnih motenj. Prav tako zmanjšate tveganje, da bi vaša plošča povzročala težave drugim napravam.
Opomba: Nižje emisije pomenijo, da je vaš izdelek varnejši in zanesljivejši.
Prednosti integritete signala
Želite, da vaš signal ostane čist, ko se premika po plošči. Pravilo 20h vam pomaga ohranjati signal močan in jasen. Ko napajalno in ozemljitveno ravnino nastavite narazen za vsaj dvajsetkratnik debeline dielektrika, prenehate s sevanjem. To ohranja energijo znotraj plošče in stran od robov.
V svojih vezjih boste opazili manj napak in manj šuma. Vaši visokohitrostni signali bodo potovali z manjšimi izgubami. Zaradi tega bo vaša tiskana vezja delovala bolje, še posebej, če uporabljate hitre čipe ali občutljive dele. Dobra integriteta signala pomeni, da bo vaša plošča vsakič, ko jo vklopite, delovala po pričakovanjih.
Kako deluje 20H v tiskanem vezju
Načelo 20H
Za nadzor obnašanja električnih polj znotraj zasnove tiskanega vezja uporabite načelo 20h. To pravilo izhaja iz idej elektromagnetne združljivosti. Nalaga vam, da rob napajalne ravnine povlečete vsaj dvajsetkratnik višine dielektrika od roba ozemljitvene ravnine. Ko to storite, večino električnega polja ohranite znotraj plošče. Preprečite, da bi uhajalo ven in povzročalo težave.
Načelo 20h deluje najbolje, kadar imate hitre spremembe toka, kot so časi naraščanja ali padanja pod 1 nanosekundo.
Napajalno ravnino morate postaviti znotraj plošče, okoli nje pa ozemljitvene plasti.
Ta nastavitev vam pomaga ohranjati signalne linije tihe in stabilne.
Če upoštevate pravilo 20 ur, bo vaša plošča varnejša in zanesljivejša. Prav tako boste pomagali svojim vezjem prestati stroge teste EMI.
Dušenje robnega sevanja
Želite preprečiti uhajanje električnih polj na robovih plasti. Pravilo 20h vam pri tem pomaga tako, da polja omejite znotraj ozemljitvene ravnine. Ko potegnete energetsko ravnino za 20h, ujamete približno 70 % električnega polja. Če potegnete še bolj nazaj, na primer za 100h, lahko ujamete do 98 %.
Razdalja umika | Omejitev električnega polja |
|---|---|
20H | ~ 70% |
100H | ~ 98% |
Največje prednosti vidite pri načrtovanju visokohitrostnih tiskanih vezij , kot so RF, komunikacijske in avtomobilske plošče. Tukaj je opisano, kako uporabite pravilo:
Napajalno ravnino odmaknite za 20h od roba ozemljitvene ravnine.
Ta korak zmanjša robno sevanje za 30 do 40 dB.
S tem ohranjate čist signal in tiho ploščo. Prav tako poskrbite, da vaše linije ne zaznavajo neželenega šuma. Pravilo 20 ur vam ponuja preprost način za izboljšanje zmogljivosti in nadzor nad elektromagnetnimi motnjami.
Uporaba 20H pri načrtovanju tiskanih vezij
Smernice za zlaganje
Pri uporabi pravila 20H pri načrtovanju večplastnih tiskanih vezij morate izbrati pravo zlaganje. Zlaganje določa, kako vaše plasti delujejo skupaj in kako dobro vaša plošča nadzoruje elektromagnetne motnje. Spodaj si lahko ogledate dve glavni rešitvi za zlaganje:
Rešitev | Opis |
|---|---|
Prva rešitev | Uporabite to možnost, če imate na plošči veliko čipov. Ozemljitveno plast postavite poleg signalne plasti z največ sledmi. Ta nastavitev izboljša integriteto signala in pomaga zmanjšati sevanje. Prav tako odraža pravilo 20H, saj rob napajalne ravnine drži stran od roba ozemljitvene ravnine. |
Druga rešitev | Izberite to možnost za plošče z manj čipi in dovolj prostora okoli njih. Ozemljitvene plasti namestite na zunanjo stran, signalne/napajalne plasti pa na sredino. Ta struktura ščiti signale in nadzoruje impedanco. Najbolje deluje za nadzor EMI na 4-plastni plošči. |
Dodatne opombe | Povečajte razdaljo med signalno in napajalno plastjo. Smer sledi naj bo navpična, da se izognete presluhu. Površino plošče nadzorujte tako, da ustreza pravilu 20H. Za dobro prevodnost priključite napajalno in ozemljitveno bakreno žico. |
Nasvet: Preden začnete z rezanjem, vedno preverite svoj stackup. Dober stackup vam pomaga upoštevati pravilo 20H in ohranja vašo desko tiho.
Premisleki glede postavitve
Pri uporabi pravila 20H morate biti pozorni na podrobnosti postavitve. To pravilo vam pomaga nadzorovati električno polje med napajalno in ozemljitveno plastjo. Napajalno ravnino skrčite navznoter za 20H. Ta korak ohrani večino električnega polja znotraj roba ozemljitve in zmanjša elektromagnetne motnje.
Tukaj so pomembni koraki postavitve:
Za zmanjšanje sklopitve ravnin v visokohitrostnih modelih uporabite pravilo 20H.
Prepričajte se, da je napajalna ravnina vsaj 20H manjša od ozemljitvene ravnine.
Ta metoda omejuje uhajanje radiofrekvenčne energije in izboljšuje elektromagnetno združljivost.
Paziti morate tudi na pogoste pasti:
Praznine ali reže v prevleki lahko ustavijo pretok toka in povzročijo okvare.
Drobci lahko povzročijo kratke stike z oblikovanjem neželenih povezav.
Če med spajkalnimi ploščicami ni spajkalne maske, lahko pride do spajkalnih mostičkov.
Kislinske pasti lahko med jedkanjem oslabijo povezave.
Preveč elektromagnetnih motenj lahko povzroči okvaro vašega izdelka.
Premajhen razmik med bakrom in robom lahko povzroči kratke stike in korozijo.
Opomba: Skrbna izbira postavitve in zlaganja vam pomaga kar najbolje izkoristiti pravilo 20H. Ohranite močno in zanesljivo zasnovo tiskanega vezja.
Prednosti 20H v tiskanih vezjih
Nadzor EMI
Želite, da vaša tiskana vezja opravijo teste EMI in dobro delujejo v katerem koli okolju. Pravilo 20H vam daje močno orodje za nadzor elektromagnetnih motenj. Ko rob napajalne ravnine povlečete nazaj za 20-kratnik dielektrične višine, ujamete večino električnega polja znotraj plošče. Ta korak preprečuje, da bi vaša plošča delovala kot antena.
Prave rezultate lahko vidite, če uporabite pravilo 20H. Inženirji so izmerili razliko v emisijah s tem pravilom in brez njega. Tukaj je nekaj ključnih ugotovitev:
Pri uporabi pravila 20H lahko v načinu TM10 opazite povečanje emisij za 3.6 dB .
Izmerjene emisije se lahko v načinu TM10 razlikujejo za približno 7 dB v primerjavi s tem, kar napoveduje teorija.
Te številke kažejo, da pravilo 20H resnično vpliva na nadzor EMI. Zmanjšate tveganje, da vaša plošča povzroča težave drugim napravam. Prav tako olajšate izpolnjevanje strogih industrijskih standardov.
Nasvet: Nižja elektromagnetna motnja pomeni manjšo verjetnost, da bo vaš izdelek neuspešen na testih skladnosti. Med certificiranjem prihranite čas in denar.
Izboljšana zmogljivost
Želite, da vaša vezja delujejo hitro in ostanejo zanesljiva. Pravilo 20H vam pomaga doseči ta cilj. Z ohranjanjem električnega polja znotraj plošče zaščitite svoje signale pred zunanjim šumom. Vaši visokohitrostni signali ostanejo čisti, ko potujejo po tiskanem vezju.
Prav tako dobite boljšo integriteto signala. To pomeni, da se vaši podatki prenašajo brez napak ali izgub. Vaša plošča deluje po pričakovanjih, tudi s hitrimi čipi in občutljivimi deli. Videli boste manj napak in manj izpadov.
Tukaj je nekaj načinov, kako pravilo 20H izboljša učinkovitost:
Ohranja stabilne signalne poti in zmanjšuje presluh.
Pomaga vaši deski obvladovati višje hitrosti brez dodatnega hrupa.
Naredi vašo zasnovo bolj robustno v zahtevnih okoljih.
Ko uporabljate pravilo 20H, izdelate tiskana vezja, ki trajajo dlje in delujejo bolje. Svojim izdelkom dajete resnično prednost na trgu.
Omejitve pravila 20H
Ko 20H morda ne pomaga
Morda mislite, da pravilo 20H vedno izboljša vašo tiskano vezje . Vendar je včasih to pravilo težko uporabiti. Nekatere plošče so zapletene za pravilo 20H. Večplastne zasnove potrebujejo veliko povezav in sledi. Težko je ohraniti dovolj prostora med napajalno in ozemljitveno ravnino. Majhne plošče z veliko plastmi hitro izgubijo prostor za usmerjanje. Vmesne razdalje lahko zavzamejo preveč prostora. To pusti manj prostora za vaše signale.
Tukaj je tabela, ki prikazuje pogoste omejitve:
Omejitev | Izjava |
|---|---|
Vstavljene razdalje | Doseganje pravih razdalj med vstavki je težko, zlasti pri večplastnih izvedbah. |
Elektromagnetne motnje (EMI) | Napačna uporaba pravila 20H lahko poslabša težave z EMI. |
Območje usmerjanja | Ohranjanje zadostnega prostora za usmerjanje je težko, zlasti pri majhnih večplastnih tiskanih vezjih, kjer vstavki porabijo veliko prostora. |
Pred uporabo pravila 20H preverite velikost plošče in število plasti. Včasih morate uravnotežiti nadzor EMI z dovolj prostora za usmerjanje.
Kompromisi in zmote
Nekateri pravijo, da pravilo 20H vedno zmanjša emisije napajalnega vodila. To ni vedno res. Včasih lahko pravilo poveča sevanje napajalnega vodila. Preden uporabite pravilo, morate vedeti, kako deluje vaša plošča.
Mnogi oblikovalci menijo, da 90-stopinjski upogibi v sledi vedno povzročajo težave. Vendar je učinek teh upogibov odvisen od vaše zasnove. Včasih ne škodujejo integriteti signala. Tudi zaščitne sledi ne delujejo vedno na enak način. Morda mislite, da vedno pomagajo, vendar se njihovi rezultati spreminjajo z vsako ploščo.
Tukaj je tabela, ki razjasni nekatere pogoste zmote:
Napačno prepričanje | Pojasnilo |
|---|---|
Pravilo 20H zmanjšuje sevanje iz napajalnega vodila. | Uporaba pravila 20H lahko včasih poveča sevanje močnostne ravnine. |
90-stopinjski upogibi v tirnicah so vedno škodljivi. | Učinek 90-stopinjskih ovinkov je za vsako zasnovo drugačen. |
Zaščitne sledi so vedno učinkovite. | Zaščitne sledi delujejo dobro le v nekaterih izvedbah. |
Ne smete se zgolj držati pravil. Vedno preizkusite svojo zasnovo in uporabite simulacijska orodja za preverjanje morebitnih težav z elektromagnetnimi motnjami in signali. Skrbno načrtovanje vam pomaga preprečiti napake in izdelati boljše tiskane vezja.
Najboljše prakse za 20H v tiskanih vezjih
Design Tips
Želite, da vaša tiskana vezja dobro delujejo in opravijo teste EMI. Za pravilno uporabo pravila 20H morate upoštevati nekaj preprostih nasvetov za načrtovanje. Najprej vedno naredite napajalno ravnino manjšo od ozemljitvene ravnine. Ta korak vam pomaga ohraniti električno polje znotraj plošče. Prav tako morate rob napajalne ravnine od roba ozemljitvene ravnine pustiti oddaljenega vsaj dvajsetkratnik debeline dielektrika. Ta razmik zmanjša sklopitev med plastmi in zmanjša motnje.
Napajalna ravnina naj bo manjša od ozemljitvene ravnine.
Rob napajalne ravnine naj bo od roba ozemljitvene ravnine oddaljen vsaj 20-kratnik debeline dielektrika.
Nasvet: Preden začnete z usmerjanjem, preverite svoj sklad. Dobro načrtovanje vam pomaga preprečiti težave s signalnimi linijami in ohranja vašo ploščo tiho.
Pri načrtovanju visokohitrostnih plošč upoštevajte te nasvete. Pomagajo vam ohranjati čiste signale in zmanjšati šum. Prav tako poskrbite, da vaša plošča dobro deluje z več plastmi.
Primeri uporabe iz resničnega sveta
Pravilo 20H lahko vidite v praksi v mnogih resničnih projektih tiskanih vezij. Inženirji uporabljajo to pravilo za zmanjšanje elektromagnetnega sevanja. Ko pravilo pravilno uporabite, ujamete večino električnega polja znotraj plošče. Ta korak pomaga vaši plošči prestati stroge teste EMC.
Ugotovitve | Opis |
|---|---|
učinkovitost | Pravilo 20H lahko ob pravilni uporabi zmanjša elektromagnetno sevanje. |
Napačna uporaba | Če se nepravilno uporabi, lahko poveča sevanje in povzroči dodatne težave. |
Notranje refleksije | Uporaba lahko povzroči povečane notranje odboje, kar vpliva na delovanje. |
Preden uporabite pravilo 20H, morate razumeti njegov izvor in namen . Če pravilo napačno uporabite, lahko povzročite več težav, kot jih rešite. V praksi so inženirji ugotovili, da umik napajalnih ravnin ne povzroča težav z elektromagnetno združljivostjo. Pravilo 20H lahko uporabite za izboljšanje plošče, vendar morate za najboljše rezultate preveriti zasnovo in preizkusiti linije.
Opomba: Vedno preizkusite svojo ploščo po uporabi pravila 20H. Skrbna zasnova in testiranje vam pomagata preprečiti napake in izdelati zanesljive tiskane vezja.
Zdaj veste, zakaj je pravilo 20H pomembno pri načrtovanju tiskanih vezij. To pravilo pomaga ohranjati jasne hitre signale in preprečuje presluh. Pravilo uporabite, če želite manj elektromagnetnih motenj in boljšo kakovost signala.
Pravilo 20H preprečuje preskakovanje električnih polj med sledmi.
Pomaga vam preprečiti šum in napake v visokofrekvenčnih vezjih.
Pred uporabo pravila 20H vedno preverite, kaj vaša zasnova potrebuje. Če želite izvedeti več, si oglejte napredne vodnike za zlaganje tiskanih vezij in vire za nadzor EMI.
FAQ
Kaj pomeni pravilo 20H za zasnovo vaše plošče?
Pravilo 20H uporabite, da rob napajalne ravnine ostane stran od roba ozemljitvene ravnine. To pomaga vaši plošči nadzorovati elektromagnetne motnje. Z upoštevanjem tega preprostega navodila bo vaša plošča varnejša in zanesljivejša.
Kako ozemljitvena ravnina vpliva na kakovost signala na vaši plošči?
Ozemljitvena ravnina zagotavlja vaši plošči stabilno referenco za signale. Ohranite nizek šum in izboljšate integriteto signala. Ko pravilno namestite ozemljitveno ravnino, vaša plošča bolje deluje z visokohitrostnimi signali.
Zakaj bi morali skrčiti napajalno ravnino na svoji plošči?
Napajalno ravnino skrčite, tako da ne doseže roba ozemljitvene ravnine. S tem korakom ujamete električna polja znotraj plošče. Zmanjšate tveganje, da bi se plošča obnašala kot antena in povzročala težave.
Ali lahko pravilo 20H uporabiš na vsaki plošči?
Pravilo 20H lahko uporabite na večini plošč, vendar lahko majhne plošče z veliko plastmi izgubijo prostor za usmerjanje. Preden uporabite pravilo, morate preveriti velikost plošče in število plasti. Včasih morate uravnotežiti nadzor EMI s prostorom za signale.
Kaj se zgodi, če v postavitvi plošče prezrete ozemljitveno ravnino?
Če prezrete ozemljitveno ravnino , lahko vaša plošča zazna več šuma. Opazili boste večjo izgubo signala in motnje. Plošča lahko ne opravi testov EMI. Za dobro delovanje plošče morate vedno vključiti ozemljitveno ravnino.
