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El diseño de EMC en PCB debería ser una gran preocupación para muchos ingenieros de hardware electrónico. ¿Por ejemplo: ¿ cómo piensa en EMC al apilar pcbs? ¿¿ hay que pensar en lo mismo al diseñar EMC para diferentes capas de tablero? Teniendo en cuenta que todos tienen dudas sobre problemas similares, XiaoBian compiló hoy este artículo sobre cómo hacer un buen trabajo en el diseño EMC de pcb, con la esperanza de ayudar a todos.
Primero, el diseño del equipo
En el diseño de pcb, desde el punto de vista de emc, hay tres factores principales a tener en cuenta: el número de pines de entrada / salida, la densidad del dispositivo y el consumo de energía.
Una regla práctica es que el chip cubre el 20% del sustrato y no consume más de 2w de potencia por pulgada cuadrada.
En cuanto a la disposición de los dispositivos, los dispositivos relacionados entre sí deben estar, en principio, lo más cerca posible, los circuitos digitales, analógicos y de alimentación deben colocarse por separado, y los circuitos de alta frecuencia y baja frecuencia deben separarse.
Los equipos que son propensos a generar ruido, circuitos de corriente pequeña y circuitos de corriente grande deben mantenerse alejados de los circuitos lógicos. M
Las fuentes de interferencia y radiación ajor, como los circuitos de reloj y los circuitos de alta frecuencia, deben colocarse por separado, lejos de los circuitos sensibles, y los chips de entrada y salida deben colocarse cerca de la salida de E / s encapsulados en el circuito híbrido.
Los elementos de alta frecuencia deben acortar la conexión en la medida de lo posible para reducir los parámetros de distribución y la interferencia electromagnética entre sí. Los componentes vulnerables a la interferencia no deben acercarse demasiado y las entradas y salidas deben mantenerse lo más alejadas posible. El Oscilador está lo más cerca posible del chip del reloj, lejos de la interfaz de señal y el chip de señal de bajo nivel.
Los componentes deben ser paralelos o perpendiculares a un lado del sustrato de modo que los componentes estén dispuestos lo más paralelos posible, lo que no solo reducirá los parámetros de distribución entre los componentes, sino que también se ajustará al proceso de fabricación del circuito híbrido y facilitará la producción.
La fuente de alimentación y la almohadilla de salida de tierra en el sustrato del circuito híbrido deben organizarse simétricamente, y varias fuentes de alimentación y conexiones de E / s de tierra deben distribuirse uniformemente. El área de instalación del chip desnudo está conectada al plano de potencial negativo.
Al elegir un circuito híbrido de varias capas, la disposición de las placas de circuito capa por capa varía según el circuito específico, pero generalmente tiene las siguientes características:
(1) la capa interior de la distribución de la fuente de alimentación y la puesta a tierra se puede considerar como una capa de blindaje, que puede inhibir bien la interferencia de radiofrecuencia de modo común inherente en la placa de circuito y reducir la resistencia de distribución de la fuente de alimentación de alta frecuencia.
(2) el plano de alimentación y el plano de puesta a tierra en el tablero deben estar lo más cerca posible, y el plano de puesta a tierra suele estar por encima del plano de alimentación. De esta manera, los condensadores intercalares se pueden utilizar como condensadores lisos de la fuente de alimentación, y el plano de tierra puede bloquear la corriente de radiación distribuida en el plano de la fuente de alimentación.
(3) la capa de cableado debe colocarse lo más cerca posible de la fuente de alimentación o del plano de tierra para generar la eliminación del flujo magnético.
2. cableado de PCB
En el diseño de circuitos, a menudo solo se presta atención a aumentar la densidad de cableado, o se persigue un diseño uniforme, ignorando el impacto del diseño de la línea en la prevención de interferencias, haciendo que una gran cantidad de señales se irradien en el espacio para formar interferencias, lo que puede causar más problemas de compatibilidad electromagnética.
Por lo tanto, un buen cableado es la clave del éxito del diseño.
1. disposición del suelo
El cable de tierra no es solo el punto de referencia potencial del circuito, sino también el circuito de baja resistencia de la señal.
La interferencia común con el suelo es causada por la corriente eléctrica del Circuito de tierra. Resolver este tipo de problemas de interferencia equivale a resolver la mayoría de los problemas de compatibilidad electromagnética.
El ruido en el suelo afecta principalmente el nivel de tierra del circuito digital, que es más sensible al ruido en el suelo cuando la salida es baja.
La interferencia con el suelo no solo puede causar un mal funcionamiento del circuito, sino también conducción y emisión de radiación. Por lo tanto, la clave para reducir estas interferencias es minimizar la resistencia del cable de tierra (para los circuitos digitales, es particularmente importante reducir la inducción del cable de tierra).
Preste atención a los siguientes puntos en el diseño del cable de tierra:
(1) de acuerdo con diferentes tensiones de alimentación, los circuitos digitales y analógicos establecen líneas de tierra por separado.
(2) el cable de tierra público es lo más grueso posible. En el proceso de película gruesa multicapa, se puede establecer un suelo de conexión especial, lo que ayuda a reducir el área del circuito y reducir la eficiencia de la antena receptora. Y se puede utilizar como escudo de línea de señal.
(3) se debe evitar el cable de tierra en forma de peine. Esta estructura hace que el circuito de retorno de la señal sea muy grande, lo que aumenta la radiación y la sensibilidad, y la resistencia común entre los chips también puede causar un mal funcionamiento del circuito.
(4) cuando se instalan varios chips en la placa, habrá una mayor diferencia de potencial eléctrico en el suelo. El cable de tierra debe diseñarse como un circuito cerrado para aumentar la tolerancia al ruido del circuito.
(5) placas de circuito con funciones analógicas y digitales, la puesta a tierra analógica y la puesta a tierra digital suelen estar separadas y solo están conectadas a la fuente de alimentación.
2. disposición del Circuito de alimentación
En términos generales, además de la interferencia causada directamente por la radiación electromagnética, la interferencia electromagnética causada por las líneas eléctricas es común. Por lo tanto, el diseño de los cables de alimentación también es importante y generalmente se deben seguir las siguientes reglas.
(procesamiento de energía)
(1) el cable de alimentación está lo más cerca posible del suelo para reducir el área del Circuito de alimentación y la radiación de modo diferencial es pequeña, lo que ayuda a reducir la interferencia del circuito. No superponga los circuitos de alimentación de diferentes fuentes de alimentación.
(2) cuando se utilizan procesos de varias capas, las fuentes de alimentación analógicas y digitales están separadas para evitar interferencias mutuas. No coloque las fuentes de alimentación digitales y analógicas juntas, de lo contrario se producirán condensadores de acoplamiento y se romperá la separación.
(3) se puede utilizar un aislamiento dieléctrico completo entre el plano de alimentación y el plano de tierra. Cuando la frecuencia
La viscosidad y la velocidad son muy altas, por lo que se debe seleccionar un tamaño dieléctrico con una constante dieléctrica baja. El plano de alimentación debe estar cerca del plano de puesta a tierra y debajo del plano de puesta a tierra para proteger la corriente de radiación distribuida en el plano de alimentación.
(4) se debe desvincular entre el pin de alimentación del CHIP y el pin de tierra. Los condensadores de desacoplamiento utilizarán condensadores de chip de 0,01uf que se instalarán cerca del chip para minimizar el área del Circuito de los condensadores de desacoplamiento.
(5) al elegir un chip de chip de chip, trate de elegir un chip cerca del pin de alimentación y el pin de tierra, lo que puede reducir aún más el área del Circuito de alimentación del condensadores de desacoplamiento, lo que favorece la compatibilidad electromagnética.
