PCB-Neuigkeiten - Es gibt mehrere gängige Arten von elektromagnetischen Störungen

(1) RF Elektromagnetische Störungen. Aufgrund der Verbreitung bestehender Funksender, RF-Interferenzen stellen eine große Gefahr für elektronische Systeme dar. Mobiltelefone, Handfunkgeräte, Funkgeräte, Pager und andere ähnliche Geräte sind jetzt sehr verbreitet. Es braucht nicht viel Stromerzeugung, um schädliche Störungen zu verursachen. Typische Fehler treten im Bereich von 1 bis 10V auf/m rf Feldintensität. In Europa, Nordamerika und viele asiatische Länder, Vermeidung von RF-Interferenzen durch Beschädigung anderer Geräte ist für alle Produkte gesetzlich vorgeschrieben.

((2)) Elektrostatische Entladung (ESD). Die moderne Chiptechnologie ist stark fortgeschritten und die Komponenten sind bei sehr kleinen geometrischen Größen (0.18um) sehr dicht geworden. Diese schnellen, Millionen von Transistor-Mikroprozessoren sind hochempfindlich und leicht durch externe elektrostatische Entladung beschädigt. Entladung kann direkt oder strahlend verursacht werden. Direkte Kontaktentladungen verursachen in der Regel dauerhafte Schäden an Geräten. Elektrostatische Entladung durch Strahlung kann Gerätestörungen und anormalen Betrieb verursachen.

(3) Stromstörungen. Da immer mehr elektronische Geräte an das Power Backbone angeschlossen werden, kommt es zu möglichen Störungen des Systems. Zu diesen Störungen gehören Stromleitungsstörungen, elektrische Schnelltransienten, Überspannungen, Spannungsänderungen, Blitztransienten und Oberwellen der Stromleitung. Bei hochfrequenten Schaltnetzteilen werden diese Störungen signifikant.

(4) Selbstkompatibilität. Ein digitaler Teil oder Schaltkreis eines Systems kann analoge Geräte stören und Übersprechen zwischen Drähten verursachen, oder ein Motor kann Störungen in der digitalen Schaltung verursachen.

Darüber hinaus wird ein elektronisches Produkt, das bei niedrigen Frequenzen gut funktioniert, auf einige Probleme bei höheren Frequenzen stoßen, die bei niedrigen Frequenzen nicht auftreten. Wie Reflexion, Saitenwicklung, Bodenprojektil, Hochfrequenzgeräusche und so weiter.

Ein elektronisches Produkt, das nicht den EMV-Spezifikationen entspricht, ist kein qualifiziertes elektronisches Design. Neben der Erfüllung der funktionalen Anforderungen des Marktes müssen geeignete Konstruktionstechniken angewendet werden, um den Einfluss von EMI zu verhindern oder zu beseitigen.

EMV-Überlegungen für das PCB-Design

Es gibt zwei Möglichkeiten, EWI-Probleme zu lösen: Pbedruckte Leiterplatte(PCB) design: one is to suppress EMI influence, die andere ist die Abschirmung des EMI-Einflusses. Es gibt viele verschiedene Manifestationen dieser beiden Methoden. Insbesondere, Das Abschirmsystem minimiert die Möglichkeit von EMI, elektronische Produkte zu beeinflussen.

Hochfrequenzenergie (HF) wird durch Schaltströme innerhalb einer Leiterplatte (PCB) erzeugt, die Nebenprodukte digitaler Komponenten sind. Jede logische Zustandsänderung in einem Stromverteilungssystem erzeugt einen transienten Stoß. In den meisten Fällen erzeugen diese logischen Zustandsänderungen keine ausreichende Erdrauschspannung, um Funktionseffekte zu verursachen. Aber wenn die Kantenrate einer Komponente (Anstiegs- und Fallzeit) sehr schnell wird, wird genug RF-Energie erzeugt, um den normalen Betrieb anderer elektronischer Komponenten zu beeinflussen.

1. Ursachen von elektromagnetischen Störungen auf Leiterplatte

Unsachgemäße Praktiken verursachen oft nicht spezifizierte EMI auf der Leiterplatte. Kombiniert mit den Eigenschaften von Hochfrequenzsignalen umfasst DAS EMI im Zusammenhang mit PCB-Ebene hauptsächlich die folgenden Aspekte:

(1) Unsachgemäße Anwendung von Verpackungsmaßnahmen. Zum Beispiel sind Geräte, die in Metall eingewickelt werden sollten, in Kunststoff eingewickelt.

(2)PCB-Design ist nicht gut, die fertige Qualität ist nicht hoch, Kabel- und Gelenkerdung ist nicht gut.

(3) Unangemessenes oder sogar falsches PCB-Layout.

Einschließlich unsachgemäßer Einstellung der Takt- und Zyklussignalverdrahtung; Leiterplattenschicht und unsachgemäße Einstellung der Signalverdrahtungsschicht; Unsachgemäße Auswahl von Komponenten mit Hochfrequenz-HF-Energieverteilung; Gleichtakt- und Differenzmodus-Filterung werden nicht als ausreichend angesehen. Erdschleife verursacht RF und Bodenbombe; Umgehung und Entkopplung von Mängeln und so weiter.

Um EMI-Unterdrückung auf Systemebene zu erreichen, werden in der Regel einige geeignete Methoden benötigt: Abschirmung, Polsterung, Erdung, Filterung, Entkopplung, ordnungsgemäße Verkabelung, Schaltungsimpedanzsteuerung usw.

2. Abschirmung der elektromagnetischen Verträglichkeit

Heutzutage beschäftigt sich die Elektronikindustrie zunehmend mit der Notwendigkeit von SE/EMV (Shielding Effectiveness), und elektromagnetische Verträglichkeit wird immer wichtiger, je mehr elektronische Komponenten verwendet werden. Elektromagnetische Abschirmung ist eine Methode, um elektromagnetische Störungen von einem Bereich zum anderen durch Induktion und Strahlung zu steuern. Es umfasst normalerweise zwei Arten: eine ist elektrostatische Abschirmung, die hauptsächlich verwendet wird, um den Einfluss des elektrostatischen Feldes und des konstanten Magnetfeldes zu verhindern; Die andere ist elektromagnetische Abschirmung, die hauptsächlich verwendet wird, um den Einfluss des elektrischen Wechselfeldes, des magnetischen Wechselfeldes und des elektromagnetischen Wechselfeldes zu verhindern.

EMI-Abschirmung kann das Produkt einfach und effektiv in Übereinstimmung mit EMV-Spezifikationen machen. Wenn die Frequenz unter 10MHz liegt, sind elektromagnetische Wellen meist in Form von Leitfähigkeit, während elektromagnetische Wellen mit höheren Frequenzen meist in Form von Strahlung sind. Neue Materialien wie einlagiges festes Abschirmmaterial, mehrschichtiges festes Abschirmmaterial, doppelte Abschirmung oder mehr als doppelte Abschirmung können während des Entwurfs für die EMI-Abschirmung verwendet werden. Für niederfrequente elektromagnetische Störungen, die eine dicke Abschirmschicht verwenden müssen, ist es am besten, hochdurchlässige Materialien oder magnetische Materialien, wie Nickelkupferlegierung, zu verwenden, um den maximalen elektromagnetischen Absorptionsverlust zu erzielen, und für hochfrequente elektromagnetische Wellen können Metallabschirmungsmaterial verwenden.

Bei der tatsächlichen EMI-Abschirmung hängt die Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung weitgehend von der physikalischen Struktur des Chassis ab, d.h. der Kontinuität der elektrischen Leitfähigkeit. Die Gelenke und Öffnungen am Chassis sind Leckagequellen elektromagnetischer Wellen. Auch das Kabel, das durch die Box läuft, ist der Hauptgrund für die Abnahme der Schirmwirkung. Die elektromagnetische Leckage der Öffnung auf dem Chassis hängt mit der Form der Öffnung, den Eigenschaften der Strahlungsquelle und dem Abstand von der Strahlungsquelle zur Öffnung zusammen. Die Abschirmungseffizienz kann durch die richtige Auslegung der Öffnungsgröße und des Abstands von der Strahlungsquelle zur Öffnung verbessert werden. Elektromagnetische Dichtungen werden normalerweise verwendet, um die elektromagnetische Leckage in den Rissen des Chassis zu lösen. Elektromagnetische Dichtungsdichtung ist eine Art leitfähiges elastisches Material, das die leitfähige Kontinuität im Spalt halten kann. Allgemeine elektromagnetische Dichtungsdichtungen sind: leitfähiger Gummi (im Gummi gemischt mit leitfähigen Partikeln, so dass das Verbundmaterial sowohl die Elastizität von Gummi als auch die elektrische Leitfähigkeit von Metall hat)., Doppelleitfähiger Gummi (es ist nicht in allen Teilen des Gummis mit leitfähigen Partikeln gemischt, was maximalen Nutzen darin besteht, die Flexibilität des Gummis beizubehalten und die elektrische Leitfähigkeit zu garantieren), Metallgitter-Satz (mit Gummikern-Metallgitter-Satz), Spiralrohrauskleidung (Edelstahl, Berylliumkupfer oder verzinntes Berylliumkupfer, das in ein Spiralrohr gerollt wird), etc. Darüber hinaus, Wenn höhere Anforderungen an die Belüftungsrate, Belüftung durch die Wellenleiterplatte verwendet werden muss, ist die Platte äquivalent zu einem Hochpassfilter, die oberhalb einer bestimmten Frequenz elektromagnetische Wellendämpfung durch, aber für weniger als die Frequenz der elektromagnetischen Wellendämpfung, hatte eine Menge vernünftiger Anwendung durch diese Eigenschaft des Wellenleiters kann sehr gute Abschirmung EMI-Störungen sein.

3. Angemessener PCB-Entwurf mit elektromagnetischer Verträglichkeit

Mit der großen Verbesserung der Komplexität und Integration des Systementwurfs beschäftigen sich elektronische Systemdesigner mit dem Schaltungsdesign von mehr als 100MHZ, und die Arbeitsfrequenz des Buses hat 50MHZ erreicht oder überschritten und einige sogar 100MHZ überschritten. Wenn das System bei 50MHz arbeitet, treten Übertragungsleitungseffekte und Signalintegritätsprobleme auf. Wenn die Systemuhr 120MHz erreicht, funktionieren PCB-Designs, die auf traditionellen Methoden basieren, nur wenn High-Speed-Schaltungsdesignwissen verwendet wird. Daher ist die High-Speed-Schaltungsdesigntechnologie zu den elektronischen Systemdesignern geworden, die die Entwurfsmittel nehmen müssen. Nur durch die Verwendung der Designtechniken von Hochgeschwindigkeits-Schaltungsdesignern kann der Designprozess gesteuert werden.

Es wird allgemein angenommen, dass, wenn die digitale Logikschaltungsfrequenz 45MHZ~50MHZ erreicht oder überschreitet, and the circuit operating above this frequency has accounted for a certain amount of the entire electronic system (say, 1/3), es wird High-Speed-Schaltung genannt. In der Tat, Die Oberschwingungsfrequenz des Signalrandes ist höher als die des Signals selbst. It is the rising edge and falling edge (or jump of the signal) that causes the unexpected result of signal transmission. To achieve EMC compliant Hochfrequenz-Leiterplatte design, Folgende Technologien werden üblicherweise eingesetzt: Bypass und Entkopplung, Erdungssteuerung, Steuerung der Übertragungsleitung, und Verdrahtungsklemmen-Abgleich.