Leiterplattentechnisch - Hochfrequentes Denken der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) Design

Viele leitende Ingenieure folgen oft dem Weg des einfachen und falschen Designs. Dies ist das hochfrequente Denken der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) Design.

Probleme der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) treten häufig unter Hochfrequenzbedingungen auf, mit Ausnahme einzelner Probleme (Spannungsabfälle, momentane Unterbrechungen usw.). Hochfrequenzgestaltung bezieht sich auf die Eigenschaften von Geräten und Schaltungen. In Hochfrequenzsituationen unterscheidet es sich von herkömmlichen Mittel- und Tieffrequenzbedingungen. Wenn Sie immer noch basierend auf gewöhnlichem Kontrolldenken beurteilen und analysieren, werden Sie in ein Missverständnis des Designs geraten. Zum Beispiel: Kondensator, im Fall von Mittel- und Niederfrequenz oder DC, ist eine Energiespeicherkomponente, die nur die Eigenschaften eines Kondensators zeigt; Bei Hochfrequenzen handelt es sich um mehr als nur einen Kondensator. Es hat die Eigenschaften eines idealen Kondensators und hat Leckage. Strom (dargestellt als R auf der Hochfrequenz-Äquivalentschaltung), Bleiinduktivität und ESR (äquivalenter Reihenwiderstand), der Wärme bei Spannungsimpulsschwankungen verursacht (wie in der Abbildung unten gezeigt).

Abbildung 1: Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)_Hochfrequenz-Äquivalent-Schaltplan des Kondensators

Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist, können Konstrukteure viel beim Design der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) helfen.

Nach dem herkömmlichen Denken ist 1/2πfc der kapazitive Reaktanz des Kondensators. Je höher die Frequenz, desto kleiner der kapazitive Reaktanz und desto besser der Filtereffekt. Das heißt, je höher die Frequenz, desto einfacher ist es, den Durcheinander abzubluten, aber das ist nicht der Fall. In Gegenwart von Induktivität ist ein Kondensator nur, wenn die Gleichung von 1/2πfc=2πf L festgelegt ist, wenn die Gesamtimpedanz am kleinsten ist, der Filtereffekt am besten ist, und der Filtereffekt wird reduziert, wenn die Frequenz hoch und niedrig ist. Analysieren Sie die Schlussfolgerung, warum zwei Kondensatoren zum VCC-Anschluss des IC hinzugefügt werden, einer ist elektrolytisch und der andere ist keramisch, und der Kapazitätswert ist im Allgemeinen etwas mehr als 100-mal unterschiedlich. Es ist, dass die Resonanzfrequenzpunkte von zwei verschiedenen Kondensatoren für eine bestimmte Entfernung divergierten, was gut ist, um leicht höhere Frequenzen zu filtern sowie für niedrigere Frequenzen zu filtern.

Abbildung 2: Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)_Hochfrequenzäquivalenter Schaltplan des Drahtes

Die hochfrequenten äquivalenten Eigenschaften der Kabel- oder PCB-Verdrahtung (wie oben gezeigt), unabhängig von den hohen und niedrigen Frequenzen, ist der Verdrahtungswiderstand objektiv vorhanden, aber für die Verdrahtungsinduktivität kann er nur bei der höheren Frequenz offenbart werden. Zusätzlich gibt es einen verteilten Kondensator. Wenn sich jedoch kein Leiter in der Nähe des Drahtes befindet, ist dieser verteilte Kondensator nutzlos. Zwei Dirigenten sind notwendig, um seine Rolle zu spielen.

Die Eigenschaften von Induktivität und Widerstand sind relativ leicht zu verstehen und werden nicht erklärt. Allerdings sind die hochfrequenten Äquivalente Eigenschaften des Magnetrings und der magnetischen Perlen zu erwähnen, da der absorbierende Effekt des magnetischen Rings auf die Hochfrequenzpulsation ähnlich der Leistung einer Induktion ist, so dass es oft als induktive Eigenschaft angesehen wird, aber in der Tat ist es falsch. Der Magnetring ist ein Widerstandsmerkmal, aber dieser Widerstand ist etwas Besonderes. Sein Widerstandswert ist eine Funktion der Frequenz R(f). In diesem Fall, wenn ein Signal mit Hochfrequenzschwankungen durch die Magnetkugeln geht, werden die Hochfrequenzschwankungen dadurch verursacht, dass I2R Wärme erzeugt und den Umwandlungsprozess elektrischer Energie-magnetischer Energie-thermischer Energie stört. Wenn es also starke Schwankungen auf dem Draht gibt, fühlt sich der Magnetring warm an.

Das obige ist das Grundwissen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) im Hochfrequenzdenken. Nach dem Verständnis der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) haben viele Designfragen die Antworten. zum Beispiel:

1. Warum sind zwei Kondensatoren auf dem VCC-Anschluss des IC installiert, ein Elektrolytkondensator und ein Keramikkondensator? Aufgrund der hochfrequenten äquivalenten Eigenschaften des Kondensators bewirkt die Reihenschaltung der Bleiinduktivität und des Kondensators, dass sich seine umfassende Impedanz mit der Frequenz ändert. Am Frequenzpunkt WL= (1/WC) ist es der Punkt mit der kleinsten Impedanz (siehe Abbildung unten). Darüber hinaus haben die beiden Kondensatoren ihre eigenen minimalen Impedanzpunkte, die jeweils unterschiedlichen Frequenzpunkten entsprechen, um Strom für die Stromversorgungsanforderungen des IC in verschiedenen Frequenzbereichen bereitzustellen.

Abbildung 3: Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)_IC Impedanz-Frequenz Kennbild des Entkopplungskondensators

2. Der Erdungsdraht der elektrostatischen Werkbank verwendet einen breiten Kupfergurt und ein Metalldrahtgeflecht Schlangenhautrohr anstelle eines gelb-grünen runden Erdungskabels. Die Führungsinduktivität des runden Erdungskabels ist zu groß, was der hochfrequenten statischen Elektrizität nicht förderlich ist. Die Entladung der elektrischen Ladung.

3. Der Abstand zwischen dem Kabel und dem Kabel sollte nicht zu nah sein, sonst verursacht er Übersprechen zwischen den Signalkabeln wegen der verteilten Kapazität des Drahtes. Natürlich ist die Kopplung des Signaldrahts an den Erdungskabel besser, nah zu sein. Auf diese Weise kann die schwankende Störung auf der Signalleitung leicht an die Erdungsleitung entladen werden.

Für Elektroniker, wenn die elektronischen Geräte als hochfrequente äquivalente kombinierte Schaltung betrachtet werden, wird das Design der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) perfekter sein.