Diseño electrónico - Diseño de circuitos de PCB y selección de dispositivos EMC

1. diseño de circuitos de PCB y selección de dispositivos EMC

Al inicio del nuevo proyecto de diseño y desarrollo, la selección correcta de los componentes activos y pasivos y la tecnología de diseño de circuitos PCB perfeccionada ayudarán a obtener la certificación EMC al menor costo posible, reduciendo los costos adicionales del producto debido al blindaje y filtrado. volumen y peso. Estas tecnologías también pueden mejorar la integridad de las señales digitales y la relación señal - ruido de las señales analógicas, y pueden reducir la reutilización de hardware y software al menos una vez. Esto también ayudará a los nuevos productos a cumplir con sus requisitos técnicos funcionales y entrar en el mercado de PCB lo antes posible. Estas tecnologías EMC deben considerarse como parte de la ventaja competitiva de la empresa y ayudar a la empresa a obtener los mayores beneficios comerciales.

1.1 diseño de dispositivos digitales y circuitos EMC

1.1.1 selección de equipos

La mayoría de los fabricantes de IC digitales pueden producir al menos una serie de dispositivos con menor radiación, y también pueden producir varios chips de E / s resistentes a la des. Algunos fabricantes ofrecen circuitos integrados a gran escala con un buen rendimiento EMC (algunos microprocesadores EMC son mejores que los productos comunes. la radiación es inferior a 40 db); La mayoría de los circuitos digitales utilizan señales de Onda cuadrada para sincronizarse, lo que produce componentes armónicos de alto orden, como se muestra en la figura 1. Cuanto mayor sea la velocidad del reloj, más empinado será el borde y mayor será la capacidad de emisión de ondas armoniosas de frecuencia. Por lo tanto, bajo la premisa de cumplir con los indicadores técnicos del producto, trate de elegir un reloj de baja velocidad. Cuando se puede usar hc, no use AC. No use HC cuando cmos4000 esté bien. Elija circuitos integrados con alta integración y características emc, como:

* Fuente de alimentación y pin de tierra cerrados

* múltiples fuentes de alimentación y pin de tierra

* baja fluctuación del voltaje de salida

Tasa de conmutación controlable

* circuitos de E / s que coinciden con la línea de transmisión

Transmisión de señal diferencial

* reflejo de suelo bajo

* antiestáticos y otros fenómenos de interferencia

* pequeño capacitor de entrada

* la capacidad de conducción del nivel de salida no supera los requisitos de la aplicación real

* baja corriente instantánea de la fuente de alimentación (a veces llamada corriente penetrante)

Los valores máximos y mínimos de estos parámetros serán prescritos por el fabricante uno por uno. Los dispositivos del mismo modelo e índice producidos por diferentes fabricantes de PCB pueden tener características EMC significativamente diferentes. Esto es muy importante para garantizar un cumplimiento estable de la compatibilidad electromagnética de los productos producidos continuamente.

1.1.2 soporte IC inadecuado

Los enchufes IC son muy perjudiciales para emc. Se recomienda soldar directamente el chip de montaje de la superficie al pcb. Los chips IC con cables más cortos y volúmenes más pequeños son mejores. Bga y chips similares encapsulan IC es la mejor opción en la actualidad. Las características de emisión y sensibilidad de la memoria de solo lectura programable (prom) instalada en el enchufe (para empeorar las cosas, el propio enchufe tiene una batería) tienden a empeorar el buen diseño original. Por lo tanto, se debe instalar una Memoria programable utilizando una superficie que se solda directamente a la placa de circuito.

La placa base con enchufe ZIF y disipador de calor de montaje de resorte en el procesador (que se puede actualizar fácilmente) requiere filtrado y blindaje adicionales. Aún así, es beneficioso elegir la superficie con el cable interno más corto para instalar el enchufe zif.

1.1.3 tecnología de circuitos

* uso de detección de nivel para entradas y teclas (no detección de borde)

* uso de señales digitales con la velocidad de vanguardia más lenta y suave posible (sin exceder el límite de distorsión)

* En la plantilla de pcb, permite controlar la velocidad del borde de la señal o el ancho de banda (por ejemplo, el uso de gotas magnéticas de ferrita blanda o resistencias en serie en el extremo de conducción)

* reducir el capacitor de carga para que el conductor de circuito abierto del coleccionista cerca de la salida sea fácil de tirar hacia arriba y la resistencia sea lo más grande posible

* el disipador de calor del procesador está aislado del chip a través de materiales conductores de calor, y el procesador está conectado a tierra en varios puntos de radiofrecuencia.

* El derivación de radiofrecuencia de alta calidad (desacoplamiento) de la fuente de alimentación es importante en cada pin de alimentación.

* Los circuitos de monitoreo de energía de alta calidad necesitan ser capaces de resistir interrupciones de energía, caídas, oleadas e interferencias transitorias

* Se necesitan perros guardianes de alta calidad

* nunca use dispositivos programables en perros guardianes o circuitos de monitoreo de energía

* Los circuitos de monitoreo de energía y los reguladores también necesitan tecnología de circuitos y software adecuada para adaptarlos a la mayoría de las situaciones inesperadas, dependiendo del estado crítico del producto

* Cuando el tiempo de subida / bajada del borde de la señal lógica es menor que el tiempo de transmisión de la señal en el rastro de pcb, se debe utilizar la tecnología de la línea de transmisión:

Experiencia: el tiempo de transmisión de la señal de ida y vuelta por milímetro de longitud orbital es igual a 36 picosegundos

B. para obtener las mejores características de emc, la tecnología de línea de transmisión se utiliza para comparar

Algunos IC digitales producen altos niveles de radiación, y las pequeñas cajas metálicas que coinciden suelen soldarse al suelo del PCB para lograr un efecto de blindaje. El costo de blindaje en el PCB es bajo, pero no es adecuado para equipos que requieren disipación de calor y buena ventilación.

Los circuitos de reloj suelen ser la fuente de emisión más importante, y sus rastros de PCB son los puntos más críticos. El diseño del componente debe garantizar que el rastro del reloj sea el más corto, asegurando al mismo tiempo que el cable del reloj se encuentra en el lado del pcb, pero no a través del agujero. En ese momento, cuando el reloj tiene que pasar por un largo camino para llegar a muchas cargas, se puede instalar un amortiguador de reloj al lado de la carga, de modo que la corriente en la pista larga (cable) sea mucho menor. Aquí, la distorsión relativa no es importante. El borde del reloj en la trayectoria larga debe ser lo más suave posible, incluso una onda sinusoidal, y luego debe ser moldeado por el amortiguador del reloj al lado de la carga.

1.1.4 reloj de espectro extendido

El llamado "reloj de espectro extendido" es una nueva tecnología que puede reducir las mediciones de radiación, pero realmente no reduce la Potencia de transmisión instantánea. Por lo tanto, todavía puede causar la misma interferencia en algunos equipos de respuesta rápida. La tecnología modular la frecuencia del reloj entre un 1% y un 2%, ampliando así los componentes armónicos, lo que hace que los picos en las pruebas de emisión cispr 16 o FCC sean más Bajos. Las reducciones de emisiones medidas dependen del ancho de banda y la constante de tiempo integral del receptor de prueba, por lo que es un poco especulativo, pero esta tecnología ha sido aceptada por la Comisión Federal de comunicaciones de Estados Unidos y es ampliamente utilizada en Estados Unidos y Europa.

1.2 diseño de equipos analógicos y circuitos de PCB

1.2.1 selección de dispositivos analógicos

Elegir un dispositivo analógico desde la perspectiva de EMC no es tan simple como elegir un dispositivo digital. Aunque también se espera que la transmisión, la tasa de conversión, la fluctuación de voltaje y la capacidad de conducción de salida sean lo más pequeñas posible, la resistencia al ruido es muy importante para la mayoría de los simuladores activos. Teniendo en cuenta estos factores, es difícil determinar una función clara de pedido emc.

Los amplificadores operativos del mismo modelo e indicadores de diferentes fabricantes pueden tener un rendimiento EMC significativamente diferente, por lo que es importante garantizar la consistencia de los parámetros de rendimiento de los productos posteriores. Los fabricantes de dispositivos analógicos sensibles ofrecen tecnología de procesamiento de relación señal - ruido o diseño de PCB en el diseño de circuitos EMC o pcb, lo que demuestra que se preocupan por las necesidades de los usuarios, lo que ayuda a los usuarios a sopesar los pros y los contras al comprar.

1.2.2 "prevención de problemas de demodulación

El problema de inmunidad de la mayoría de los dispositivos analógicos es causado por la demodulación de radiofrecuencia. Cada pin del amplificador operativo es muy sensible a la interferencia de radiofrecuencia, lo que no tiene nada que ver con el circuito de retroalimentación utilizado. Todos los semiconductores tienen un efecto de demodulación en la radiofrecuencia, pero los problemas en los circuitos analógicos son más graves. Incluso el amplificador operativo de baja velocidad puede demodular señales de frecuencia y superiores del teléfono móvil.