Diseño electrónico - Cómo resolver rápidamente los problemas EMI en el diseño de placas de circuito impreso

El diseño de pcb, el cableado y el procesamiento del plano de alimentación tienen un impacto muy importante en el problema EMI de toda la placa de circuito impreso. Este artículo discutirá cómo usar emitream para resolver el problema del EMI a nivel de tablero a través de análisis de casos. A medida que los sistemas electrónicos se vuelven cada vez más complejos, los problemas del IME también están aumentando. Para que sus productos cumplan con los estándares internacionales pertinentes, los diseñadores tuvieron que viajar entre la Oficina y el laboratorio emc, probar y modificar repetidamente el diseño, y luego probar de nuevo. Esto no solo desperdicia recursos humanos y materiales, sino que también retrasa el tiempo de comercialización de los productos y trae pérdidas incalculables a las empresas. Por lo tanto, cómo detectar los problemas del EMI a tiempo en la etapa de diseño del producto se ha vuelto muy importante.

La interferencia electromagnética (emi) se divide en dos tipos: interferencia conducida e interferencia de radiación. La interferencia transmitida es principalmente una señal de interferencia producida por equipos electrónicos, que interfiere entre sí a través de medios conductores o líneas eléctricas públicas. La interferencia de radiación se refiere a la señal de interferencia producida por un dispositivo electrónico que se transmite a otra red de circuitos o dispositivo electrónico a través de acoplamiento espacial. En las placas de circuito impreso, existen dos formas de energía electromagnética, a saber, el EMI de modo diferencial y el EMI de modo común. Cuando la corriente de salida fluye hacia la carga, el dispositivo produce un EMI en modo diferencial. El principal método para resolver el EMI es reducir la energía de radiación producida por diversas causas en la placa de circuito, mientras que la clave para controlar el EMI es reducir la resonancia del plano del suelo de la fuente de alimentación y la resistencia de la ruta del circuito, y colocar correctamente los condensadores de derivación y desacoplamiento. El proceso de análisis de emistream, emistream, está integrado en todo el proceso de diseño de pcb. Resolver los problemas del EMI en la etapa de diseño ayuda a reducir el número de diseños duplicados. Una vez completado el diseño EMI Check 2.1 del diseño, los datos de Allegro se importan directamente a la herramienta emistream. Emistream y las principales herramientas de diseño de PCB de empresas como mentor, zuken y altium también tienen interfaces para garantizar la importación completa de datos. 2.2 establece la información de apilamiento y completa el EMI de acuerdo con la información de apilamiento de la placa de pcb. 2.3 completa correctamente la configuración de la frecuencia Net relevante, el Grupo de perturbación y el par diferencial de acuerdo con los datos de diseño del circuito. 2.4 establecer reglas de parámetros, elegimos usar parámetros predeterminados y seleccionar elementos de inspección de longitud y inspección de valor de radiación para verificar el tablero. Los resultados de la inspección se muestran en forma de cuadro de diálogo. Los usuarios hacen clic en el error para ver la red problemática, y luego adoptan los siguientes dos métodos para eliminar el problema emi: (1) ajustar la ubicación del diseño de la pieza para reducir la longitud total de la red; (2) ajustar la estructura topológica de la red para reducir la intensidad de la radiación de modo común. Durante el diseño y el cableado y después de la finalización de la inspección emi: 3.1 después de la finalización del diseño y el cableado, se realiza una inspección de red de tablero completo, seleccionando todas las señales clave que deben detectarse a través del parámetro net, como reloj, datos, línea de dirección, equivalencia diferencial. al mismo tiempo, Se pueden seleccionar arbitrariamente 13 reglas como referencia para la detección del emi. 3.2 estas 13 reglas incluyen 2 Reglas de análisis de radiación transmitida, 3 reglas de análisis de bucle de corriente, 2 Reglas de análisis de fuente y formación, 4 reglas de análisis de integridad de señal y 2 Reglas de análisis de diseño de componentes. los resultados de la detección 3.3 se muestran en el cuadro de diálogo. Listado uno por uno de arriba a abajo de acuerdo con Seve

La gravedad del problema del EMI de la red. Al abrir cada red de falla, se enumeran todos los mensajes de error del emi, y algunos mensajes de error también muestran consejos de modificación, enumerando los valores de radiación de la red y los valores de radiación de modo común de radiación de modo diferencial; Al mismo tiempo, la red ocupará un alto nivel en el diseño de pcb. Muestra el brillo y marca todos los errores con círculos rojos en la red. Los resultados de la inspección se muestran en el cuadro de diálogo, la red de fallas se destacará en el diseño del pcb, y todos los errores se marcarán en la red con círculos rojos. Por ejemplo, si el error indica que la red no tiene un circuito de corriente completo, haga clic en el error, y la pantalla se ampliará y mostrará un círculo rojo para marcar la ubicación equivocada. Al mismo tiempo, aparecerá un cuadro de diálogo que muestra la causa del error y da varias sugerencias de modificación. Estas recomendaciones incluyen: (1) modificar la ruta del cable para evitar láminas de cobre entre diferentes redes, lo que resulta en planos de referencia incompletos y desajustes de resistencia. (2) modificar la forma de la lámina de cobre para que el cable tenga un plano de referencia completo. El segundo error es el valor de DB de radiación de la red, dividido en diferencia y valor de radiación de modo común. 3.4 luego, se muestran los errores de lámina de cobre encontrados, como la falta de agujeros en el borde de la lámina de cobre gnd y el espaciamiento excesivo de los agujeros. Etc.3.5 la inspección de crosstalk ayuda a comprobar la presencia de crosstalk en los componentes que funcionan en paralelo en la misma capa o en el cableado que atraviesa las capas adyacentes. Se recomienda modificar las pistas de registro demasiado largas en paralelo. Después de completar la inspección de la red y realizar las modificaciones apropiadas, el siguiente paso es realizar un análisis de resonancia de la superficie de tierra de la fuente de alimentación. Emitream se modela simulando la forma de la placa de circuito y los condensadores formados entre la fuente de alimentación y el plano de tierra, y se analiza utilizando la simulación del circuito spice. Las grandes fluctuaciones de voltaje se expresan en rojo y las pequeñas fluctuaciones de voltaje se expresan en Azul. En primer lugar, se analiza el plano de alimentación de 3v3, se hace clic en el ratón para seleccionar el plano de alimentación de 3v3 y se rellena la distancia y la información de la constante dieléctrica del plano gnd cerca del plano de alimentación de 3v3. Modificar el tamaño de la cuadrícula computacional en la opción opción a 3 mm y establecer la frecuencia de escaneo de 30 MHz a 2 GHz en pasos de 10 mhz. Haga clic en "ejecutar" para comenzar el análisis. Para el problema de la resonancia fuente / plano de tierra, la resonancia se puede reducir añadiendo condensadores de desacoplamiento donde la fluctuación de voltaje es relativamente grande. El sistema emitream está equipado con un modelo RLC de condensadores ordinarios. Si necesita un modelo especial de condensadores rlc, los usuarios pueden agregarlo libremente. Agregamos condensadores al c104 en algunos lugares rojos. Hay que tener en cuenta que el uso de condensadores en serie con resistencias puede ser mejor. Repita el análisis con la misma configuración. En este momento, los resultados del análisis han mejorado significativamente. La zona roja que acaba de pasar a ser azul - verde y el valor de resonancia por debajo de 2G cae por debajo de - 5db, lo que cumple con los requisitos de diseño del sistema. el problema EMI del diseño de PCB resumido en este artículo es un problema muy complejo que requiere un tratamiento integral a través de varios métodos. A través del análisis, se puede encontrar que: (1) la combinación de herramientas emitream y herramientas de diseño de PCB puede mejorar en gran medida la eficiencia del diseño; (2) se pueden encontrar y resolver problemas EMI en la etapa de diseño de pcb, reducir el número de modificaciones repetidas y ahorrar costos; (3) en comparación con las herramientas de análisis si habituales, no es necesario analizar el modelo ibis, ni analizar una red, sino todas las redes. Se pueden obtener resultados; (4) puede ayudar inmediatamente a los ingenieros de pcb, ayudar a mejorar el diseño y las estrategias de cableado y reducir la interferencia EMI en la emisión de placas de circuito impreso; (5) mejorar efectivamente la calidad del diseño, acortar el ciclo de diseño y acelerar el tiempo de comercialización.