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(1) interferencia electromagnética de radiofrecuencia. Debido al aumento de los transmisores de radio existentes, la interferencia de radiofrecuencia representa una gran amenaza para los sistemas electrónicos. Los teléfonos celulares, las radios portátiles, las unidades de control de radio, los pagers y otros dispositivos similares son ahora muy comunes. La generación de interferencias nocivas no requiere una gran generación de energía. Las fallas típicas se producen en un rango de intensidad de campo de radiofrecuencia de 1 a 10 V / m. En europa, América del Norte y muchos países asiáticos, evitar que las interferencias de radiofrecuencia dañen otros equipos se ha convertido en un requisito legal obligatorio para todos los productos.
(2) descarga estática (des). La moderna tecnología de chips ha hecho grandes progresos y los componentes se han vuelto muy densos en dimensiones geométricas muy pequeñas (0,18 um). estos microprocesadores de alta velocidad y millones de Transistor son muy sensibles y pueden ser fácilmente dañados por descargas electrostáticas externas. La descarga puede ser causada directamente o por la radiación. La descarga por contacto directo suele causar daños permanentes al equipo. Las descargas electrostáticas causadas por la radiación pueden causar trastornos y operaciones anormales del equipo.
(3) interferencia de energía. A medida que más y más dispositivos electrónicos se conectan a las líneas troncales eléctricas, el sistema puede sufrir interferencias. Estas perturbaciones incluyen perturbaciones de la línea eléctrica, transiciones eléctricas rápidas, oleadas, cambios de voltaje, transiciones de rayos y armónicos de la línea eléctrica. Para la fuente de alimentación del interruptor de alta frecuencia, estas interferencias se vuelven muy graves.
(4) compatibilidad propia. La parte digital o el circuito del sistema puede interferir con el dispositivo analógico, causando conversaciones cruzadas entre cables, o el motor puede causar trastornos en el circuito digital.
Además, los productos electrónicos que funcionan bien a baja frecuencia encontrarán algunos problemas a alta frecuencia cuando la baja frecuencia no funciona. Como reflexión, devanado de cuerdas, eyección en tierra, ruido de alta frecuencia, etc.
Los productos electrónicos que no cumplen con las especificaciones EMC no son diseños electrónicos calificados. Además de cumplir con los requisitos funcionales del mercado, deben adoptarse técnicas de diseño adecuadas para prevenir o eliminar los efectos del emi.
Precauciones EMC para el diseño de PCB
Hay dos maneras de resolver el problema del EMI en el diseño de placas de circuito impreso (pcb): una es inhibir el impacto del EMI y la otra es bloquear el impacto del emi. Estos dos métodos tienen muchas manifestaciones diferentes. En particular, el sistema de blindaje minimiza la posibilidad de que el EMI afecte a los productos electrónicos.
La energía de radiofrecuencia (rf) es producida por las corrientes de conmutación dentro de la placa de circuito impreso (pcb), que son subproductos de los componentes digitales. Cada cambio de Estado lógico en el sistema de distribución genera una oleada instantánea. En la mayoría de los casos, estos cambios en el Estado lógico no producen suficiente voltaje de ruido de tierra para causar ningún efecto funcional. Sin embargo, cuando la velocidad de borde de un componente (tiempo de subida y tiempo de caída) se vuelve muy rápida, se genera suficiente energía RF para afectar el funcionamiento normal de otros componentes electrónicos.
1. causas de la interferencia electromagnética de los PCB
Las prácticas inapropiadas suelen conducir a la aparición de EMI que no cumple con las especificaciones en los pcb. Combinado con las características de la señal de alta frecuencia, el EMI relacionado con el nivel de PCB incluye principalmente los siguientes aspectos:
(1) uso inadecuado de las medidas de embalaje. Por ejemplo, los equipos que deben estar envueltos en metal deben estar envueltos en plástico.
(2) el diseño de PCB no es bueno, la calidad del producto terminado no es alta y los cables y conectores no están bien fundamentados.
(3) diseño inadecuado o incluso incorrecto de los pcb.
Incluyendo la configuración inadecuada del cableado del reloj y la señal del ciclo; Estratificación de pcb, configuración inadecuada de la capa de cableado de señal; Selección inadecuada de los componentes de distribución de energía de radiofrecuencia de alta frecuencia; El filtrado de modo común y diferencial se considera insuficiente. Los circuitos terrestres causan radiofrecuencias y bombas terrestres; Defectos de derivación y desacoplamiento, etc.
Para lograr la supresión del EMI a nivel de sistema, generalmente se necesitan algunos métodos adecuados: blindaje, relleno, puesta a tierra, filtrado, desacoplamiento, cableado adecuado, control de Resistencia del circuito, etc.
2. diseño de blindaje de compatibilidad electromagnética
Hoy en día, la industria electrónica está cada vez más preocupada por la demanda de se / EMC (eficiencia de blindaje), y a medida que se utilizan más y más componentes electrónicos, la compatibilidad electromagnética se ha vuelto cada vez más importante. El blindaje electromagnético es un método para controlar la interferencia electromagnética de una región a otra mediante inducción y radiación. Por lo general, se incluyen dos tipos: uno es el blindaje electrostático, que se utiliza principalmente para evitar la influencia de campos electrostáticos y campos magnéticos constantes; El otro es el blindaje electromagnético, que se utiliza principalmente para evitar la influencia de campos eléctricos alternativos, campos magnéticos alternativos y campos magnéticos alternativos.
El blindaje EMI puede hacer que el producto sea simple y eficaz y cumpla con las especificaciones emc. Cuando la frecuencia es inferior a 10 mhz, la mayoría de las ondas electromagnéticas existen en forma de conducción, mientras que las ondas electromagnéticas de mayor frecuencia existen principalmente en forma de radiación. En el diseño, se pueden utilizar nuevos materiales como materiales de blindaje sólido de una sola capa, materiales de blindaje sólido de varias capas y blindaje doble o superior para el blindaje emi. Para los casos en los que la interferencia electromagnética de baja frecuencia requiere el uso de una capa de blindaje grueso, lo más adecuado es el uso de materiales de alta permeabilidad magnética o materiales magnéticos, como aleaciones de níquel - cobre, para obtener la máxima pérdida de absorción electromagnética, mientras que para las ondas electromagnéticas de alta frecuencia se puede utilizar un material de blindaje metálico.
En el blindaje EMI real, la efectividad del blindaje electromagnético depende en gran medida de la estructura física del gabinete, es decir, la continuidad de la conductividad eléctrica. Los conectores y aberturas en el chasis son la fuente de fuga de ondas electromagnéticas. Además, el cable que atraviesa la Caja es la principal causa de la disminución del efecto de blindaje. La fuga electromagnética de la apertura en el Gabinete está relacionada con la forma de la apertura, las características de la fuente de radiación y la distancia de la fuente de radiación a la apertura. Al diseñar adecuadamente el tamaño de la apertura y la distancia de la fuente de radiación a la apertura, se puede mejorar la eficiencia del blindaje. Las juntas de sellado electromagnético se utilizan generalmente para resolver el problema de fugas electromagnéticas en las grietas del chasis. La Junta electromagnética es un material elástico conductor que puede mantener la continuidad eléctrica en la brecha. Las juntas de sellado electromagnético comunes son: caucho conductor (la mezcla de partículas conductoras en el caucho hace que el material compuesto tenga tanto la elasticidad del caucho como la conductividad eléctrica del metal)., Caucho biconductor (no se mezcla con partículas conductoras en todas las partes del caucho, la mayor ventaja es mantener la flexibilidad del caucho y garantizar la conductividad eléctrica), Grupo de malla metálica (grupo de malla metálica con núcleo de caucho), revestimiento de tubo espiral (acero inoxidable, cobre de berilio o cobre de berilio enlatado enrollado en tubo espiral), etc. además, Cuando los requisitos de velocidad de ventilación son altos, la ventilación debe ser utilizada por la placa de guía de onda, que equivale a un filtro de paso alto, atenuado por las ondas electromagnéticas de la determinada frecuencia mencionada anteriormente, pero para la atenuación de las ondas electromagnéticas menores que esta frecuencia, hay muchas aplicaciones razonables, a través de esta característica de la Guía de onda, se puede proteger bien la interferencia emi.
3. diseño razonable de PCB con compatibilidad electromagnética
Con la mejora a gran escala de la complejidad e integración del diseño del sistema, los diseñadores de sistemas electrónicos se dedican al diseño de circuitos de más de 100 mhz, y la frecuencia de funcionamiento del bus ha alcanzado o superado los 50 mhz, y algunos incluso superan los 100 mhz. Cuando el sistema funciona a 50 mhz, habrá problemas de efecto de línea de transmisión e integridad de la señal. Cuando el reloj del sistema alcanza los 120 mhz, el diseño de PCB basado en métodos tradicionales no funcionará a menos que se utilice el conocimiento de diseño de circuitos de alta velocidad. Por lo tanto, la tecnología de diseño de circuitos de alta velocidad se ha convertido en un medio de diseño necesario para los diseñadores de sistemas electrónicos. Solo la tecnología de diseño del diseñador de circuitos de alta velocidad puede controlar el proceso de diseño.
En general, se considera un circuito de alta velocidad si la frecuencia del circuito lógico digital alcanza o supera los 45 MHz a 50 mhz, y el circuito que funciona por encima de esa frecuencia ya representa un cierto número de todo el sistema electrónico (por ejemplo, 1 / 3). De hecho, la frecuencia armónica en el borde de la señal es mayor que la frecuencia armónica de la propia señal. Son los bordes ascendentes y descendentes (o los saltos de la señal) los que causan resultados inesperados en la transmisión de la señal. Para lograr un diseño de PCB de alta frecuencia que se ajuste a emc, generalmente se utilizan las siguientes tecnologías: derivación y desacoplamiento, control de tierra, control de línea de transmisión y emparejamiento de terminales.
