Bạn đã bao giờ phải vật lộn với các vấn đề tương thích điện từ (EMC) trong thiết kế bảng mạch in (PCB) của bạn?Một nguyên tắc thiết kế dường như đơn giản có thể giữ chìa khóa để cải thiện đáng kể hiệu suất của bảng của bạnĐược các kỹ sư gọi là "Quy tắc 20-H", kỹ thuật này giải quyết các phức tạp tinh tế của sức mạnh và bố trí mặt đất, trực tiếp ảnh hưởng đến đặc điểm bức xạ của một bảng.

Lần đầu tiên được đề xuất bởi W. Michael King và sau đó được chi tiết trong các ấn phẩm của Mark I. Montrose, Quy tắc 20-H nói rằng trong thiết kế PCB đa lớp,cạnh mặt phẳng động cơ phải được nhúng vào bên trong từ cạnh mặt phẳng mặt đất bằng khoảng cách bằng 20 lần khoảng cách dọc giữa mặt phẳng động cơ và mặt đấtĐiều chỉnh đơn giản này có hiệu quả kiểm soát phân phối trường cạnh và giảm bức xạ điện từ.

Quy tắc này đặc biệt nhắm vào "hậu quả bên cạnh" ở các cạnh của mặt phẳng và mặt đất.các cạnh của chúng tạo ra các trường điện mạnh mẽ mà dễ dàng chiếu ra ngoàiBằng cách nhấp vào mặt phẳng năng lượng, các trường này trở nên tập trung hơn trong bảng, giảm thiểu bức xạ bên ngoài.

Vật lý cơ bản liên quan đến lý thuyết đường truyền. Điện và mặt đất thiết yếu tạo thành một tụ đĩa song song cũng hoạt động như một đường truyền.Sự lan truyền tín hiệu dọc theo cấu trúc này có thể gây ra phản xạ và bức xạ khi sự không phù hợp của trở kháng xảy raQuy tắc 20-H giúp kiểm soát trở ngại đặc trưng, giảm sự không phù hợp và các vấn đề liên quan đến chúng.

Mặc dù có giá trị, Quy tắc 20-H không áp dụng phổ quát. Các nhà thiết kế phải tính đến các yếu tố bổ sung bao gồm tần số tín hiệu, vật liệu mặt phẳng và bố cục bảng tổng thể.Các ứng dụng tần số cao có thể yêu cầu khoảng cách hở lớn hơn hoặc các kỹ thuật EMC tiên tiến hơn.

Nghiên cứu chỉ ra rằng việc tuân thủ chặt chẽ có thể không phải lúc nào cũng là tối ưu.quy tắc có thể làm giảm quá mức khu vực máy bay sức mạnhDo đó, các kỹ sư phải đánh giá từng tình huống một cách riêng biệt.

Các thử nghiệm và mô phỏng rộng rãi xác nhận rằng các bảng thực hiện Quy tắc 20-H thường cho thấy mức độ bức xạ thấp hơn đáng kể so với các thiết kế với máy bay cùng kích thước.mức độ cải thiện thay đổi theo nhiều yếu tố bao gồm tần suất hoạt động, tính chất vật liệu và cấu hình bố trí.

Quy tắc 20-H vẫn là nguyên tắc thiết kế EMC cơ bản cho PCB, cung cấp một phương pháp đơn giản nhưng hiệu quả để kiểm soát bức xạ điện từ thông qua quản lý cạnh phẳng cẩn thận.Mặc dù không hoàn hảo, nó mang lại lợi ích đáng kể trong hầu hết các ứng dụng.

Các hướng nghiên cứu trong tương lai có thể bao gồm phát triển các tính toán khoảng cách suy thoái chính xác hơn, điều tra cách các vật liệu và bố cục khác nhau ảnh hưởng đến hiệu suất của quy tắc,và tạo ra các công cụ thiết kế EMC tiên tiến để tạo điều kiện cho việc áp dụng.