คุณควรทราบเกี่ยวกับกฎ 20H ในการออกแบบ PCB กฎนี้กล่าวว่าขอบของระนาบพลังงานต้องอยู่ห่างจากขอบของชั้นสัญญาณอย่างน้อยยี่สิบเท่าของความสูงของฉนวน การทำเช่นนี้ช่วยลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า และทำให้ความสมบูรณ์ของสัญญาณดีขึ้น การใช้กฎ 20H ช่วยให้วงจรของคุณเงียบ ทำงานได้ดี และมีความน่าเชื่อถือ
ประเด็นที่สำคัญ
กฎ 20H ระบุว่าขอบระนาบกำลังไฟฟ้าควรอยู่ห่างจากขอบระนาบกราวด์ ต้องอยู่ห่างอย่างน้อยยี่สิบเท่าของความสูงของฉนวน ระยะห่างนี้ช่วยป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า และยังทำให้สัญญาณดีขึ้นด้วย
การใช้กฎ 20H ช่วยให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณผ่านการทดสอบ EMI ได้ เนื่องจากช่วยกักเก็บสนามไฟฟ้าไว้ภายในแผงวงจร ซึ่งจะช่วยลดโอกาสที่สัญญาณรบกวนจะส่งผลเสียต่อการทำงานของแผงวงจร
กฎ 20H ช่วยปรับปรุงคุณภาพสัญญาณ ลดสัญญาณรบกวนและความผิดพลาด ทำให้สัญญาณความเร็วสูงเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่นบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
การจัดเรียงและจัดวางที่ดีมีความสำคัญเมื่อใช้กฎ 20H การออกแบบที่ชาญฉลาดจะช่วยรักษาระยะห่างที่เหมาะสม นอกจากนี้ยังทำให้แผงวงจรทำงานได้ดีขึ้นและใช้งานได้นานขึ้น
ทดสอบของคุณเสมอ การออกแบบ PCB หลังจากใช้กฎ 20H แล้ว กฎนี้จะตรวจสอบว่าการออกแบบทำงานได้ดีหรือไม่ ช่วยให้คุณค้นพบและแก้ไขปัญหาได้ตั้งแต่เนิ่นๆ
กฎ 20H ในการออกแบบ PCB
นิยามของ 20H
คุณอาจสงสัยว่ากฎ 20H ในการออกแบบ PCB คืออะไร กฎ 20H เป็นแนวทางที่ช่วยป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าบนแผงวงจรของคุณ โดยระบุว่าคุณควรเว้นระยะห่างระหว่างขอบของระนาบพลังงานอย่างน้อยยี่สิบเท่าของความสูงของชั้นฉนวนกับขอบของระนาบกราวด์ ระยะห่างนี้มีความสำคัญเพราะช่วยลดโอกาสที่สัญญาณที่ไม่ต้องการจะเล็ดลอดออกจากขอบ PCB เมื่อคุณใช้หลักการ 20H คุณจะรักษาให้สนามไฟฟ้าอยู่ภายในแผงวงจร ซึ่งจะทำให้การออกแบบของคุณทำงานได้ดีขึ้นและทำให้วงจรของคุณทำงานได้อย่างถูกต้อง กฎ 20H มีประโยชน์มากเมื่อคุณใช้สัญญาณความเร็วสูงหรือการเปลี่ยนแปลงกระแสอย่างรวดเร็ว เช่น เมื่อเวลาในการเพิ่มขึ้นหรือลดลงน้อยกว่า 1 นาโนวินาที
เคล็ดลับ: หากคุณต้องการลดการรบกวนสัญญาณและเพิ่มประสิทธิภาพความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ควรตรวจสอบระยะห่างระหว่างระนาบพลังงานและระนาบกราวด์เสมอ กฎ 20H เป็นวิธีง่ายๆ ในการตรวจสอบเรื่องนี้
ที่มาและวัตถุประสงค์
กฎ 20H ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ W. Michael King เป็นคนแรกที่เสนอแนวคิดนี้ในปี 1980 ต่อมา Mark I. Meltrose ได้อธิบายเพิ่มเติมในหนังสือของเขา วิศวกรหลายคนในปัจจุบันใช้กฎนี้เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ EMI คุณใช้กฎ 20H เพื่อแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในการออกแบบ PCB สมัยใหม่ นี่คือปัญหาหลักบางประการที่กฎนี้ช่วยแก้ไขได้:
It ช่วยลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งจะยิ่งแย่ลงเมื่อความถี่ในการทำงานของคุณสูงขึ้น
คุณสามารถใช้เป็นวิธีง่ายๆ ในการลดสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ในโครงการ PCB ความเร็วสูงได้
กฎดังกล่าวได้รับการทดสอบด้วยข้อมูลจริงและแบบจำลองคอมพิวเตอร์แล้ว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสามารถใช้งานได้ดีในการหยุดสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์
นอกจากนี้ คุณจะเห็นว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมพูดถึงกฎ 20H มาตรฐานเหล่านี้ระบุว่าคุณควรเว้นระยะห่างระหว่างเส้นสัญญาณความเร็วสูงกับระนาบอ้างอิงอย่างน้อยยี่สิบเท่าของความสูงของเส้นสัญญาณเหนือระนาบนั้น การทำเช่นนี้จะช่วยป้องกันการรบกวนสัญญาณ (crosstalk) และทำให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณทำงานได้ดี หลักการ 20H ยังกล่าวถึงการเว้นระยะห่างที่เพียงพอระหว่างชั้นพลังงานและชั้นกราวด์ การทำเช่นนี้จะช่วยป้องกันการแผ่รังสีที่ขอบและทำให้การออกแบบของคุณเข้ากันได้ดีกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
เหตุใด 20H จึงมีความสำคัญต่อ PCB
การลดอีเอ็มไอ
คุณต้องการให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณผ่านการทดสอบการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า กฎ 20h ช่วยคุณได้ เมื่อคุณปฏิบัติตามกฎ 20h คุณจะรักษาระยะห่างระหว่างขอบระนาบพลังงานกับขอบระนาบกราวด์ ระยะห่างนี้จะช่วยป้องกันสนามไฟฟ้าแรงสูงไม่ให้เล็ดลอดออกจากแผงวงจร คุณจะเห็นการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าน้อยลงเนื่องจากสนามไฟฟ้าไม่ถึงภายนอก
ตารางด้านล่างแสดงให้เห็นว่ากฎ 20 ชั่วโมงช่วยลดการปล่อยรังสีได้อย่างไร ในแผ่นวงจรหลายชั้น:
ออกแบบ PCB | ระดับการแผ่รังสี (เดซิเบล) |
|---|---|
กฎ 20 ชั่วโมง | เพื่อ 3.6 4.4 |
ไม่มีกฎ 20 ชั่วโมง | 0 (พื้นฐาน) |
โหมด TMlO | 7 (ความแตกต่าง) |
เมื่อคุณใช้กฎ 20 ชั่วโมง คุณสามารถลดการปล่อยคลื่นรบกวนได้มากถึง 4.4 เดซิเบล ซึ่งหมายความว่าการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ของคุณจะมีโอกาสตรงตามมาตรฐาน EMI ที่เข้มงวดมากขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยลดความเสี่ยงที่แผงวงจรของคุณจะก่อให้เกิดปัญหาต่ออุปกรณ์อื่นๆ ด้วย
หมายเหตุ การปล่อยมลพิษที่ต่ำลงหมายความว่าผลิตภัณฑ์ของคุณปลอดภัยและน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น
ประโยชน์ของการรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ
คุณต้องการให้สัญญาณของคุณคงความสะอาดขณะเคลื่อนที่ไปทั่วแผ่นวงจร กฎ 20h ช่วยให้คุณรักษาสัญญาณให้แรงและชัดเจน เมื่อคุณตั้งระนาบพลังงานและระนาบกราวด์ให้ห่างกันอย่างน้อยยี่สิบเท่าของความหนาของฉนวน คุณจะหยุดการแผ่รังสีที่ขอบได้ ซึ่งจะช่วยรักษาพลังงานไว้ภายในแผ่นวงจรและไม่ไปที่ขอบ
คุณจะสังเกตเห็นความผิดพลาดและสัญญาณรบกวนในวงจรน้อยลง สัญญาณความเร็วสูงจะส่งผ่านโดยมีการสูญเสียน้อยลง ทำให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ทำงานได้ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณใช้ชิปความเร็วสูงหรือชิ้นส่วนที่ไวต่อสัญญาณ ความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ดีหมายความว่าแผงวงจรของคุณจะทำงานได้ตามที่คุณคาดหวังทุกครั้งที่คุณเปิดใช้งาน
วิธีการทำงานของ 20H ใน PCB
หลักการของ 20H
คุณใช้หลักการ 20h เพื่อควบคุมพฤติกรรมของสนามไฟฟ้าภายในแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณ กฎนี้มาจากแนวคิดเรื่องความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า โดยระบุว่าให้ดึงขอบระนาบกำลังไฟฟ้าให้ถอยห่างจากขอบระนาบกราวด์อย่างน้อยยี่สิบเท่าของความสูงของฉนวน เมื่อคุณทำเช่นนี้ คุณจะกักเก็บสนามไฟฟ้าส่วนใหญ่ไว้ภายในแผงวงจร ป้องกันไม่ให้สนามไฟฟ้ารั่วไหลออกไปและก่อให้เกิดปัญหา
หลักการ 20 ชั่วโมงจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เช่น เวลาในการเพิ่มขึ้นหรือลดลงต่ำกว่า 1 นาโนวินาที
คุณต้องวางแผ่นจ่ายไฟไว้ภายในแผงวงจร โดยมีแผ่นกราวด์ล้อมรอบอยู่
การจัดวางแบบนี้ช่วยให้สายสัญญาณของคุณเงียบและเสถียร
หากคุณปฏิบัติตามกฎ 20 ชั่วโมง คุณจะทำให้แผงวงจรของคุณปลอดภัยและเชื่อถือได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยให้วงจรของคุณผ่านการทดสอบ EMI ที่เข้มงวดได้อีกด้วย
การระงับการแผ่รังสีที่ขอบ
คุณต้องการป้องกันไม่ให้สนามไฟฟ้าเล็ดลอดออกไปที่ขอบของชั้นต่างๆ กฎ 20h ช่วยให้คุณทำเช่นนั้นได้โดยการจำกัดสนามไฟฟ้าไว้ภายในระนาบกราวด์ เมื่อคุณดึงระนาบพลังงานถอยหลังไป 20h คุณจะกักเก็บสนามไฟฟ้าได้ประมาณ 70% หากคุณดึงถอยหลังมากกว่านั้น เช่น 100h คุณสามารถกักเก็บได้ถึง 98%
ระยะถอย | การกักเก็บสนามไฟฟ้า |
|---|---|
20H | ~% 70 |
100H | ~% 98 |
คุณจะเห็นประโยชน์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดใน การออกแบบ PCB ความเร็วสูงเช่น บอร์ด RF, บอร์ดสื่อสาร และบอร์ดสำหรับยานยนต์ นี่คือวิธีการนำกฎนี้ไปใช้:
เว้นระยะระนาบกำลังไฟฟ้าเข้าไป 20h จากขอบระนาบกราวด์
ขั้นตอนนี้ช่วยลดการแผ่รังสีที่ขอบลงได้ 30 ถึง 40 เดซิเบล
คุณต้องรักษาสัญญาณให้สะอาดและแผงวงจรให้เงียบ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายสัญญาณไม่รับสัญญาณรบกวนที่ไม่ต้องการ กฎ 20 ชั่วโมงช่วยให้คุณเพิ่มประสิทธิภาพและควบคุม EMI ได้อย่างง่ายดาย
การประยุกต์ใช้ 20H ในการออกแบบ PCB
หลักเกณฑ์การซ้อนภาพ
ในการออกแบบแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นโดยใช้กฎ 20H คุณต้องเลือกโครงสร้างชั้น (stackup) ที่เหมาะสม โครงสร้างชั้นนี้จะกำหนดว่าชั้นต่างๆ ทำงานร่วมกันอย่างไร และแผงวงจรของคุณควบคุมการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีเพียงใด คุณสามารถดูสองแนวทางหลักสำหรับโครงสร้างชั้นได้ด้านล่าง:
Solution | รายละเอียด |
|---|---|
วิธีแก้ปัญหาแรก | ใช้การจัดวางแบบนี้เมื่อคุณมีชิปจำนวนมากบนแผงวงจร วางชั้นกราวด์ไว้ติดกับชั้นสัญญาณที่มีลายวงจรมากที่สุด การจัดวางแบบนี้ ปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณ และช่วยลดการแผ่รังสี นอกจากนี้ยังสอดคล้องกับกฎ 20H โดยการรักษาระยะห่างระหว่างขอบระนาบกำลังกับขอบระนาบกราวด์ |
แนวทางที่สอง | เลือกโครงสร้างนี้สำหรับแผงวงจรที่มีชิปน้อยและมีพื้นที่รอบๆ ชิปเพียงพอ วางชั้นกราวด์ไว้ด้านนอกและชั้นสัญญาณ/แหล่งจ่ายไฟไว้ตรงกลาง โครงสร้างนี้ช่วยป้องกันสัญญาณและควบคุมอิมพีแดนซ์ เหมาะที่สุดสำหรับการควบคุม EMI ในแผงวงจร 4 ชั้น |
หมายเหตุเพิ่มเติม | เพิ่มระยะห่างระหว่างชั้นสัญญาณและชั้นพลังงาน จัดวางทิศทางของลายวงจรให้เป็นแนวตั้งเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวน ควบคุมพื้นที่ของแผ่นวงจรให้เป็นไปตามกฎ 20H เชื่อมต่อทองแดงสำหรับพลังงานและกราวด์เพื่อให้การนำไฟฟ้าดี |
คำแนะนำ: ตรวจสอบการจัดเรียงชั้นของแผงวงจรก่อนเริ่มเดินสายเสมอ การจัดเรียงชั้นที่ดีจะช่วยให้คุณปฏิบัติตามกฎ 20H และทำให้แผงวงจรเงียบลง
การพิจารณาเค้าโครง
คุณต้องใส่ใจรายละเอียดการจัดวางเมื่อใช้กฎ 20H กฎนี้ช่วยให้คุณควบคุมสนามไฟฟ้าKระหว่างชั้นพลังงานและชั้นกราวด์ได้ คุณลดระนาบพลังงานเข้าด้านใน 20H ขั้นตอนนี้ช่วยให้สนามไฟฟ้าส่วนใหญ่อยู่ภายในขอบกราวด์และลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
ต่อไปนี้คือขั้นตอนสำคัญในการจัดวางเลย์เอาต์:
ใช้กฎ 20H เพื่อลดการเชื่อมต่อระหว่างระนาบในงานออกแบบความเร็วสูง
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระนาบจ่ายไฟมีขนาดเล็กกว่าระนาบกราวด์อย่างน้อย 20H
วิธีการนี้ช่วยจำกัดการรั่วไหลของพลังงานคลื่นวิทยุและปรับปรุงความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
นอกจากนี้ คุณควรระวังข้อผิดพลาดทั่วไปดังต่อไปนี้:
ช่องว่างหรือรอยแตกในชั้นชุบอาจทำให้กระแสไฟฟ้าหยุดไหลและทำให้เกิดความผิดปกติได้
เศษโลหะขนาดเล็กอาจทำให้เกิดการลัดวงจรได้โดยการสร้างการเชื่อมต่อที่ไม่พึงประสงค์
การขาดชั้นเคลือบป้องกันการบัดกรีระหว่างแผ่นโลหะอาจทำให้เกิดการเชื่อมต่อบัดกรีที่ไม่ถูกต้องได้
กับดักกรดอาจทำให้การเชื่อมต่อระหว่างการกัดกร่อนอ่อนลงได้
การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้ามากเกินไปอาจทำให้ผลิตภัณฑ์ของคุณทำงานผิดปกติได้
ระยะห่างระหว่างทองแดงกับขอบที่ไม่เพียงพอ อาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและการกัดกร่อนได้
หมายเหตุ: การจัดวางและการเลือกโครงสร้างอย่างรอบคอบจะช่วยให้คุณได้รับประโยชน์สูงสุดจากกฎ 20H และทำให้การออกแบบ PCB ของคุณแข็งแรงและเชื่อถือได้
ประโยชน์ของ 20H ใน PCB
การควบคุม EMI
คุณต้องการของคุณ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ผ่านการทดสอบ EMI และใช้งานได้ดีในทุกสภาพแวดล้อม กฎ 20H เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อคุณดึงขอบระนาบพลังงานกลับไป 20 เท่าของความสูงของฉนวน คุณจะกักเก็บสนามไฟฟ้าส่วนใหญ่ไว้ภายในแผงวงจร ขั้นตอนนี้ช่วยป้องกันไม่ให้แผงวงจรของคุณทำหน้าที่เหมือนเสาอากาศ
คุณจะเห็นผลลัพธ์ที่แท้จริงเมื่อใช้กฎ 20H วิศวกรได้วัดความแตกต่างของการปล่อยมลพิษทั้งแบบที่มีและไม่มีกฎนี้ นี่คือข้อค้นพบที่สำคัญบางประการ:
คุณจะเห็นการเพิ่มขึ้นของ 3.6 เดซิเบล ในการปล่อยมลพิษในโหมด TM10 เมื่อคุณใช้กฎ 20H
ค่าการปล่อยคลื่นที่วัดได้ในโหมด TM10 อาจแตกต่างจากค่าที่ทฤษฎีคาดการณ์ไว้ประมาณ 7 dB
ตัวเลขเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ากฎ 20H สร้างความแตกต่างอย่างแท้จริงในการควบคุม EMI คุณจะลดความเสี่ยงที่แผงวงจรของคุณจะก่อให้เกิดปัญหาต่ออุปกรณ์อื่น ๆ นอกจากนี้ยังทำให้การปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เข้มงวดง่ายขึ้นอีกด้วย
เคล็ดลับ: ค่า EMI ที่ต่ำลงหมายความว่าผลิตภัณฑ์ของคุณมีโอกาสน้อยที่จะไม่ผ่านการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด คุณจะประหยัดเวลาและเงินในการรับรองมาตรฐาน
ปรับปรุงประสิทธิภาพ
คุณต้องการให้วงจรของคุณทำงานได้อย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ กฎ 20H ช่วยให้คุณบรรลุเป้าหมายนี้ได้ โดยการรักษาขอบเขตของสนามไฟฟ้าไว้ภายในแผงวงจร คุณจะปกป้องสัญญาณของคุณจากสัญญาณรบกวนภายนอก สัญญาณความเร็วสูงของคุณจึงสะอาดบริสุทธิ์ขณะเดินทางผ่านแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
นอกจากนี้ คุณยังจะได้รับคุณภาพสัญญาณที่ดีขึ้น ซึ่งหมายความว่าข้อมูลของคุณจะส่งผ่านได้อย่างราบรื่นโดยไม่มีสะดุดหรือสูญหาย บอร์ดของคุณทำงานได้ตามที่คุณคาดหวัง แม้กระทั่งกับชิปความเร็วสูงและชิ้นส่วนที่ไวต่อสัญญาณรบกวน คุณจะพบข้อผิดพลาดน้อยลงและเวลาหยุดทำงานน้อยลง
ต่อไปนี้คือวิธีบางประการที่กฎ 20H ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ:
ช่วยรักษาเสถียรภาพของเส้นทางสัญญาณและลดการรบกวนข้ามช่องสัญญาณ
ช่วยให้บอร์ดของคุณรองรับความเร็วสูงขึ้นได้โดยไม่เกิดเสียงรบกวนเพิ่มเติม
ทำให้การออกแบบของคุณแข็งแกร่งยิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก
เมื่อคุณใช้กฎ 20H คุณจะสร้างแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ใช้งานได้ยาวนานขึ้นและมีประสิทธิภาพดีขึ้น คุณจะทำให้ผลิตภัณฑ์ของคุณมีข้อได้เปรียบอย่างแท้จริงในตลาด
ข้อจำกัดของกฎ 20H
เมื่อ 20H อาจไม่ช่วยอะไร
คุณอาจคิดว่า กฎ 20H ช่วยให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณดีขึ้นเสมอแต่บางครั้ง การใช้กฎนี้ก็เป็นเรื่องยาก แผงวงจรบางแบบใช้กฎ 20H ได้ยาก การออกแบบแบบหลายชั้นต้องการการเชื่อมต่อและเส้นทางจำนวนมาก การเว้นระยะห่างระหว่างระนาบพลังงานและระนาบกราวด์อาจทำได้ยาก แผงวงจรขนาดเล็กที่มีหลายชั้นจะสูญเสียพื้นที่สำหรับการเดินสายอย่างรวดเร็ว ระยะห่างระหว่างชั้นอาจใช้พื้นที่มากเกินไป ทำให้เหลือพื้นที่สำหรับสัญญาณน้อยลง
ตารางต่อไปนี้แสดงข้อจำกัดทั่วไป:
การ จำกัด | คำอธิบาย |
|---|---|
ระยะห่างการแทรก | การกำหนดระยะห่างที่เหมาะสมนั้นทำได้ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกแบบหลายชั้น |
สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) | การใช้กฎ 20H อย่างผิดวิธีอาจทำให้ปัญหา EMI รุนแรงขึ้นได้ |
พื้นที่กำหนดเส้นทาง | การรักษาพื้นที่สำหรับเดินสายไฟให้เพียงพอเป็นเรื่องยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นขนาดเล็กที่ต้องใช้พื้นที่มากสำหรับการฝังชิ้นส่วนต่างๆ |
คุณควรตรวจสอบขนาดแผ่นวงจรและจำนวนเลเยอร์ก่อนนำกฎ 20H ไปใช้ บางครั้ง คุณต้องสร้างสมดุลระหว่างการควบคุม EMI กับพื้นที่วางเส้นทางที่เพียงพอ
ข้อแลกเปลี่ยนและความเข้าใจผิด
บางคนบอกว่ากฎ 20H ช่วยลดการปล่อยคลื่นความร้อนจากบัสจ่ายไฟได้เสมอ แต่นั่นไม่เป็นความจริงเสมอไป บางครั้งกฎนี้อาจทำให้การแผ่รังสีจากระนาบจ่ายไฟเพิ่มขึ้น คุณต้องรู้ว่าบอร์ดของคุณทำงานอย่างไรก่อนที่จะใช้กฎนี้
นักออกแบบหลายคนคิดว่าการดัดงอ 90 องศาในลายวงจรจะทำให้เกิดปัญหาเสมอ แต่ผลกระทบของการดัดงอเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบของคุณ บางครั้งมันก็ไม่ส่งผลเสียต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณ นอกจากนี้ ลายวงจรป้องกันก็ไม่ได้ทำงานในลักษณะเดียวกันเสมอไป คุณอาจคิดว่ามันช่วยได้เสมอ แต่ผลลัพธ์ของมันเปลี่ยนแปลงไปตามแต่ละแผงวงจร
ต่อไปนี้เป็นตารางที่ช่วยคลายความเข้าใจผิดที่พบบ่อยบางประการ:
ความเข้าใจผิด | การอธิบาย |
|---|---|
กฎ 20H ช่วยลดการแผ่รังสีความร้อนจากระบบจ่ายไฟ | การใช้กฎ 20H บางครั้งอาจทำให้การแผ่รังสีจากระนาบพลังงานสูงขึ้น |
การดัดรางเป็นมุม 90 องศาเป็นอันตรายเสมอ | ผลกระทบของการดัดโค้ง 90 องศาจะแตกต่างกันไปในแต่ละแบบ |
การตรวจสอบความปลอดภัยมีประสิทธิภาพเสมอ | ร่องรอยป้องกันจะใช้งานได้ดีในบางการออกแบบเท่านั้น |
คุณไม่ควรแค่ปฏิบัติตามกฎเกณฑ์เท่านั้น ควรทดสอบการออกแบบของคุณและใช้เครื่องมือจำลองเพื่อตรวจสอบปัญหา EMI และปัญหาด้านสัญญาณเสมอ การวางแผนอย่างรอบคอบจะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดและสร้างแผงวงจรพิมพ์ที่ดีขึ้นได้
แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับหลักสูตร 20H ในด้าน PCB
เคล็ดลับการออกแบบ
คุณต้องการให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณทำงานได้ดีและผ่านการทดสอบ EMI คุณควรปฏิบัติตามเคล็ดลับการออกแบบง่ายๆ บางประการเพื่อใช้กฎ 20H อย่างถูกต้อง ขั้นแรก ควรทำให้ระนาบพลังงานมีขนาดเล็กกว่าระนาบกราวด์เสมอ ขั้นตอนนี้จะช่วยให้สนามไฟฟ้าอยู่ภายในแผงวงจร นอกจากนี้ คุณควรเว้นระยะห่างระหว่างขอบของระนาบพลังงานกับขอบของระนาบกราวด์อย่างน้อยยี่สิบเท่าของความหนาของฉนวน การเว้นระยะห่างนี้จะช่วยลดการเชื่อมต่อระหว่างชั้นต่างๆ และลดการรบกวน
ทำให้ระนาบจ่ายไฟมีขนาดเล็กกว่าระนาบกราวด์
ควรเว้นระยะห่างระหว่างขอบระนาบกำลังไฟฟ้ากับขอบระนาบกราวด์อย่างน้อย 20 เท่าของความหนาของฉนวน
คำแนะนำ: ตรวจสอบการจัดเรียงชั้นของสายสัญญาณก่อนเริ่มเดินสาย การวางแผนที่ดีจะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงปัญหาเกี่ยวกับสายสัญญาณและทำให้แผงวงจรของคุณเงียบ
คุณควรนำเคล็ดลับเหล่านี้ไปใช้เมื่อออกแบบบอร์ดความเร็วสูง มันจะช่วยคุณได้ รักษาสัญญาณให้สะอาด และลดเสียงรบกวน นอกจากนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าบอร์ดของคุณทำงานได้ดีกับหลายชั้น
กรณีใช้งานจริง
คุณสามารถเห็นการนำกฎ 20H ไปใช้ในโครงการ PCB จริง ๆ ได้มากมาย วิศวกรใช้กฎนี้เพื่อลดการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อคุณใช้กฎนี้อย่างถูกต้อง คุณจะกักเก็บสนามไฟฟ้าส่วนใหญ่ไว้ภายในแผงวงจร ขั้นตอนนี้ช่วยให้แผงวงจรของคุณผ่านการทดสอบ EMC ที่เข้มงวดได้
ผลการวิจัย | รายละเอียด |
|---|---|
ประสิทธิผล | กฎ 20H สามารถลดการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าได้เมื่อนำไปใช้อย่างถูกต้อง |
ผิด | หากใช้ไม่ถูกต้อง อาจทำให้ปริมาณรังสีเพิ่มขึ้นและก่อให้เกิดปัญหาเพิ่มเติมได้ |
การสะท้อนภายใน | การใช้งานดังกล่าวอาจทำให้เกิดการสะท้อนภายในเพิ่มขึ้น ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน |
คุณควร เข้าใจที่มาและจุดประสงค์ โปรดศึกษาหลักเกณฑ์ 20H ก่อนนำไปใช้ หากใช้หลักเกณฑ์นี้ผิดวิธี อาจก่อให้เกิดปัญหามากกว่าแก้ไข ในทางปฏิบัติ วิศวกรพบว่าการดึงสายส่งไฟฟ้ากลับไม่ก่อให้เกิดปัญหา EMC คุณสามารถใช้หลักเกณฑ์ 20H เพื่อปรับปรุงแผงวงจรของคุณได้ แต่คุณต้องตรวจสอบการออกแบบและทดสอบสายส่งเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
หมายเหตุ: ควรทดสอบแผงวงจรของคุณทุกครั้งหลังจากใช้กฎ 20H การออกแบบและการทดสอบอย่างรอบคอบจะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดและสร้างแผงวงจรพิมพ์ที่เชื่อถือได้
ตอนนี้คุณคงเข้าใจแล้วว่าทำไมกฎ 20H จึงมีความสำคัญในการออกแบบ PCB กฎนี้ช่วยให้สัญญาณความเร็วสูงมีความชัดเจนและป้องกันการรบกวนข้ามช่องสัญญาณ คุณควรใช้กฎนี้หากต้องการลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและได้คุณภาพสัญญาณที่ดีขึ้น
กฎ 20H ช่วยป้องกันไม่ให้สนามไฟฟ้ากระโดดข้ามระหว่างร่องรอยต่างๆ
ช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนและข้อผิดพลาดในวงจรความถี่สูงได้
ควรพิจารณาความต้องการของการออกแบบของคุณก่อนเสมอ ก่อนที่จะใช้กฎ 20H หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติม โปรดดูคู่มือการจัดเรียงชั้น PCB ขั้นสูงและแหล่งข้อมูลเกี่ยวกับการควบคุม EMI
คำถามที่พบบ่อย
กฎ 20H มีความหมายอย่างไรต่อการออกแบบแผงวงจรของคุณ?
คุณใช้กฎ 20H เพื่อรักษาระยะห่างระหว่างขอบระนาบพลังงานกับขอบระนาบกราวด์ วิธีนี้จะช่วยควบคุมการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าบนแผงวงจรของคุณ และทำให้แผงวงจรของคุณปลอดภัยและเชื่อถือได้มากขึ้นโดยการปฏิบัติตามคำแนะนำง่ายๆ นี้
ระนาบกราวด์มีผลต่อคุณภาพสัญญาณบนบอร์ดของคุณอย่างไร?
แผ่นกราวด์ช่วยให้แผงวงจรของคุณมีจุดอ้างอิงที่เสถียรสำหรับสัญญาณ ช่วยลดสัญญาณรบกวนและปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณ เมื่อคุณวางแผ่นกราวด์อย่างถูกต้อง แผงวงจรของคุณจะทำงานได้ดีขึ้นกับสัญญาณความเร็วสูง
เหตุใดคุณจึงควรลดขนาดแผงจ่ายไฟบนแผงวงจรของคุณ?
คุณลดขนาดแผ่นจ่ายไฟลงเพื่อไม่ให้มันไปชนกับขอบของแผ่นกราวด์ ขั้นตอนนี้จะกักสนามไฟฟ้าไว้ภายในแผ่นวงจรของคุณ คุณจะลดความเสี่ยงที่แผ่นวงจรจะทำหน้าที่เหมือนเสาอากาศและก่อให้เกิดปัญหาได้
คุณสามารถใช้กฎ 20H กับกระดานทุกแผ่นได้หรือไม่?
คุณสามารถใช้กฎ 20H กับแผงวงจรส่วนใหญ่ได้ แต่แผงวงจรขนาดเล็กที่มีหลายชั้นอาจสูญเสียพื้นที่สำหรับการเดินสายสัญญาณ คุณต้องตรวจสอบขนาดแผงวงจรและจำนวนชั้นก่อนที่จะใช้กฎนี้ บางครั้ง คุณต้องสร้างสมดุลระหว่างการควบคุม EMI กับพื้นที่สำหรับสัญญาณ
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณไม่คำนึงถึงระนาบกราวด์ในการออกแบบแผงวงจรของคุณ?
ถ้าคุณเพิกเฉยต่อ ระนาบพื้นแผงวงจรของคุณอาจรับสัญญาณรบกวนมากขึ้น คุณจะเห็นสัญญาณขาดหายและภาพกระตุกมากขึ้น แผงวงจรอาจไม่ผ่านการทดสอบ EMI คุณควรต่อสายดินเสมอเพื่อให้แผงวงจรของคุณทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
