Diseño electrónico - Diseño de la tecnología antiinterferencia de PCB

1 Introducción

Compatibilidad electromagnética EMC se refiere a la capacidad de los sistemas electrónicos para funcionar correctamente de acuerdo con los requisitos de diseño en el entorno electromagnético prescrito. La interferencia electromagnética experimentada por los sistemas electrónicos no solo proviene de la radiación de campos eléctricos y magnéticos, sino que también se ve afectada por la resistencia pública de la línea, la combinación de cables y la estructura del circuito. Al desarrollar y diseñar circuitos, también esperamos que las placas de circuito impreso diseñadas sean lo menos vulnerables posible a las interferencias externas y interfieran lo menos posible con otros sistemas electrónicos. Hay muchos factores que afectan el rendimiento antiinterferencia de la placa impresa, incluyendo el grosor de la lámina de cobre, el ancho y la longitud de los cables impresos y la conversación cruzada entre los cables adyacentes, la racionalidad de la disposición de los componentes en la placa y la resistencia común de los cables. Campos electromagnéticos producidos por cables eléctricos y componentes, entre otros, en el espacio.

La prioridad del diseño de placas de circuito impreso es analizar los circuitos y determinar los circuitos clave. Esto es para identificar qué circuitos son fuentes de interferencia y cuáles son circuitos sensibles, y averiguar qué rutas pueden usar las fuentes de interferencia para interferir con circuitos sensibles. En los circuitos analógicos, los circuitos analógicos de bajo nivel suelen ser circuitos sensibles y los amplificadores de potencia suelen ser fuentes de interferencia. Cuando la frecuencia de trabajo es baja, la fuente de interferencia interfiere principalmente con el circuito sensible a través de la conexión entre los cilindros; Cuando la frecuencia de trabajo es alta, la fuente de interferencia interfiere principalmente con el circuito sensible a través de la radiación electromagnética. En los circuitos digitales, las señales repetidas de alta velocidad, como las señales de reloj, las señales de autobús, etc., son ricas en componentes de frecuencia y son la mayor fuente de interferencia, a menudo representando una amenaza para los circuitos sensibles. Los circuitos de reinicio, los circuitos de interrupción, etc. son circuitos sensibles y son vulnerables a la interferencia de los picos, por lo que los circuitos digitales no pueden funcionar correctamente. Los circuitos de entrada / salida (1 / 0) están conectados al mundo exterior y también se debe prestar especial atención. Si el circuito uo está cerca de fuentes de interferencia como el cable del reloj, la energía innecesaria de alta frecuencia se integrará en la línea de salida, y el ruido en la línea interferirá con el circuito sensible cerca del cable a través de la radiación o la conducción.

Sobre la base del análisis completo del circuito y la determinación del circuito clave, el circuito debe colocarse correctamente en la placa de impresión. En el caso de los circuitos digitales, los circuitos de alta velocidad (como los circuitos de reloj, los circuitos lógicos de alta velocidad, etc.), los circuitos lógicos de media y baja velocidad y los circuitos Oo deben colocarse en diferentes zonas y, en la medida de lo posible, las fuentes de interferencia y los circuitos sensibles deben separarse espacialmente para separar las fuentes de interferencia. La interferencia de radiación en los circuitos sensibles se reduce considerablemente.

2 diseño antiinterferencia de la placa de circuito impreso

El objetivo del diseño antiinterferencia de la placa de circuito impreso es reducir la radiación electromagnética de la placa de circuito impreso y la conversación cruzada entre los circuitos en la placa de circuito impreso. Además, el diseño de puesta a tierra del PCB afecta directamente la radiación de voltaje de modo común del cable 1 / 0. Por lo tanto, el diseño antiinterferencia de los PCB es de gran importancia para reducir la radiación de información electromagnética del sistema.

2.1 diseño de diseño de PCB

La densidad de las placas de circuito impreso (pcb) es cada vez mayor, y la capacidad de resistencia a la interferencia de calidad del diseño de PCB tiene un gran impacto, por lo que el diseño de los PCB ocupa una posición muy importante en el diseño.

Requisitos de diseño para componentes especiales:

1. cuanto más corto sea el cableado entre los componentes de alta frecuencia, mejor, y minimizar la interferencia electromagnética entre ellos; Los componentes vulnerables a la interferencia no deben estar demasiado cerca; Los componentes de entrada y salida deben mantenerse lo más alejados posible;

2. algunos componentes tienen una mayor diferencia de potencial eléctrico, por lo que la distancia entre ellos debe aumentarse para reducir la radiación de modo común. Preste especial atención a la racionalidad del diseño de los componentes de alta tensión;

3. los elementos térmicos deben mantenerse alejados de los elementos térmicos;

4. el capacitor de solución debe estar cerca del pin de alimentación del chip;

5. la disposición de los elementos ajustables, como el potenciómetro, la bobina de inducción ajustable, el capacitor variable y el microswitch, se colocará en una posición fácil de ajustar según sea necesario;

6. se reservará la posición ocupada por los agujeros de posicionamiento y los soportes de fijación de la placa de impresión.

Requisitos de diseño de los componentes comunes:

1. colocar los componentes de cada unidad de circuito funcional de acuerdo con el proceso del circuito para que el flujo de la señal sea lo más consistente posible;

2. centrándonos en los componentes centrales de cada circuito funcional, dispuestos a su alrededor. los componentes deben estar dispuestos de manera uniforme y ordenada en el PCB para minimizar y acortar los cables y conexiones entre los componentes;

3. para los circuitos que funcionan a alta frecuencia, se debe considerar la interferencia entre los componentes. En general, los componentes deben estar dispuestos lo más paralelos posible para facilitar el cableado;

4. la distancia de salida de la placa de circuito impreso del borde de la placa de circuito generalmente no es inferior a 80 milímetros. La mejor forma de la placa de circuito es el rectángulo. La relación de aspecto es de 3: 2 o 4: 30.

2.2 diseño de diseño de PCB

La densidad de cableado de las placas de circuito impreso es cada vez mayor, por lo que el diseño de cableado de las placas de circuito impreso es particularmente importante.

1. la capa de cable de alimentación de la placa de cuatro capas debe estar lo más cerca posible de la capa de tierra para obtener la menor resistencia de potencia. De arriba a abajo se enumeran: línea de señal, línea de tierra, línea de alimentación, línea de señal. Teniendo en cuenta la compatibilidad electromagnética, los mejores seis pisos de arriba a abajo son: línea de señal, línea de tierra, línea de señal, línea de alimentación, línea de tierra, línea de señal;

2. las líneas de reloj deben ser adyacentes a la formación de puesta a tierra, el ancho de línea debe ser lo más grande posible, y el ancho de línea de cada línea de reloj debe ser el mismo;

3. la capa de señal adyacente al suelo está equipada con líneas de señal digital de alta velocidad y líneas de señal analógica de bajo nivel, y la capa más lejana está equipada con líneas de señal de baja velocidad y líneas de señal analógica de alto nivel;

4. en la medida de lo posible, se debe evitar el cableado de los terminales de entrada y salida, evitar la conexión paralela y evitar la retroalimentación;

5. la curvatura de los cables impresos es generalmente de 135 grados de ángulo contundente;

6. el ancho de la línea del cable de alimentación y el cable de tierra debe aumentarse en la medida de lo posible, y el ancho de cableado del dispositivo con una distancia entre los pines de 0,5 mm no debe ser inferior a 12 mils;

7. el ancho de línea de señal del circuito digital universal es de 8.il-10nur, y la distancia es de 6mi1 - 8mil;

8. los cables de los condensadores de desradiación no deben ser demasiado largos, especialmente los condensadores de derivación de alta frecuencia;

9. la puesta a tierra digital y la puesta a tierra analógica en la placa de circuito de señal Mixta están separadas. Si el cableado atraviesa la brecha de separación, la radiación electromagnética y la interferencia de la señal aumentarán drásticamente, lo que dará lugar a problemas de compatibilidad electromagnética. Por lo tanto, el diseño de PCB generalmente adopta una base unificada, diseño y cableado a través de circuitos digitales y analógicos;

10. para algunas señales de alta velocidad, se puede utilizar el cableado diferencial para reducir la radiación electromagnética.

4 Conclusiones

La placa impresa multicapa tiene características únicas de anti - interferencia. Con el desarrollo continuo de circuitos integrados a gran escala y circuitos integrados a gran escala, las personas adoptarán cada vez más placas impresas multicapa. En los sistemas electrónicos modernos, con el aumento de la frecuencia del reloj y la mejora de la integración de chips, la racionalidad y fiabilidad del diseño de PCB se ha vuelto cada vez más importante. En el diseño, es necesario analizar problemas específicos para obtener un diseño de PCB de alta calidad.