Tecnología de PCB - Diseño EMC en circuitos de PCB

La velocidad de transmisión del diseño de PCB de alta velocidad y el sistema de cableado se está acelerando constantemente, pero también ha traído ciertas vulnerabilidades antiinterferencias. Esto se debe a que cuanto mayor sea la frecuencia de transmisión de la información, mayor será la sensibilidad de las señales y su energía será cada vez más débil. En este momento, el sistema de cableado es más vulnerable a la interferencia. La interferencia está en todas partes. Los cables y equipos interfieren con otros componentes u otras fuentes de interferencia graves, como: pantallas de computadora, teléfonos móviles, motores eléctricos, equipos de radio, transmisión de datos y cables eléctricos, etc. además, posibles escuchas telefónicas, delitos cibernéticos, Cada vez hay más piratas informáticos porque su interceptación de la transmisión de información por cable UTP puede causar enormes daños y pérdidas.

Diseño EMC en circuitos de PCB

Diseño de puesta a tierra:

En caso de descarga estática, se debe permitir que eluda el suelo lo antes posible y no invada directamente el circuito interno. Por ejemplo, si el circuito interno está bloqueado por un Gabinete metálico, el Gabinete debe estar bien conectado a tierra y la resistencia al suelo debe ser lo más pequeña posible para que la corriente de descarga pueda fluir desde la capa exterior del Gabinete al suelo, mientras tanto, La interferencia causada por la descarga de objetos circundantes se puede llevar al suelo sin afectar el circuito interno. En el caso de los recintos metálicos, los circuitos del recinto suelen estar conectados a tierra a través de cables I / o, cables de alimentación, etc. cuando se produce una descarga estática en el recinto, el potencial del recinto sube, el circuito interno está conectado a tierra y el potencial se mantiene cerca del potencial de puesta a tierra. En este momento, hay una gran diferencia de potencial eléctrico entre el Gabinete y el circuito. Esto provocará la generación de un arco secundario entre el Gabinete y el circuito. Causar daños en el circuito eléctrico. Al aumentar la distancia entre el circuito y la carcasa, se puede evitar la ocurrencia de arcos secundarios. Cuando no se puede aumentar la distancia entre el circuito y la carcasa, se puede agregar un deflector metálico fundamentado entre la carcasa y el circuito para bloquear el arco. si el circuito está conectado al recinto, solo se puede conectar con un solo punto. Evitar que la corriente fluya a través del circuito. El punto de conexión entre la placa de circuito y el Gabinete debe estar en la entrada del cable. Para las carcasas de plástico, no hay problema de puesta a tierra de las carcasas.

Diseño del cable:

El sistema de protección de cables bien diseñado puede ser la clave para mejorar la imperceptibilidad del sistema esm. Como la "antena" más grande de la mayoría de los sistemas, los cables de E / s son particularmente vulnerables a grandes tensiones o corrientes causadas por interferencias de des. Por otro lado, si el blindaje del cable está conectado al suelo del gabinete, el cable también proporciona una ruta de baja resistencia para la interferencia esg. La energía de interferencia de la des se puede liberar del Circuito de tierra del sistema a través de este canal, por lo que el acoplamiento de conducción se puede evitar indirectamente. Para reducir el acoplamiento de la radiación de interferencia de la des a los cables, se debe reducir la longitud de la línea y el área del anillo, inhibir el acoplamiento de modo común y utilizar blindaje metálico. Para los cables de entrada / salida, se pueden utilizar cables blindados, choques de modo común, circuitos de compresión de Sobretensión y filtros de derivación de cables. En ambos extremos del cable, el blindaje del cable debe estar conectado al blindaje de la carcasa. La instalación de un estrangulamiento de modo común en el cable de interconexión permite que la caída del voltaje de modo común causada por la descarga estática se produzca en el estrangulamiento, no en el circuito del otro extremo. Al conectar dos gabinetes con un cable blindado, los dos gabinetes se conectan a través de la capa de blindaje del cable, haciendo que la diferencia de potencial eléctrico entre los dos gabinetes sea lo más pequeña posible. Aquí, la superposición entre el Gabinete y el blindaje del cable es muy importante. Se recomienda encarecidamente superponer 360 ° entre el Gabinete en ambos extremos del cable y la capa de blindaje del cable.

Teclado y panel:

El teclado y el panel de control deben diseñarse de manera que la corriente de descarga pueda fluir directamente al suelo sin pasar por el circuito sensible. En el caso de los teclados aislados, se instalarán protectores de descarga (como soportes metálicos) entre la tecla y el circuito para proporcionar una ruta de descarga para la corriente de descarga. El protector de descarga debe conectarse directamente al Gabinete o al bastidor, en lugar de conectarse al circuito de tierra. Por supuesto, el uso de perillas más grandes (aumentar la distancia entre el operador y el cableado interno) puede prevenir directamente la descarga estática. El teclado y el panel de control estarán diseñados para que la corriente de descarga llegue directamente al suelo sin necesidad de pasar por un circuito sensible. El uso de ejes aislantes y perillas grandes evita la descarga de teclas de control o potenciómetros. Hoy en día, cada vez más paneles de productos electrónicos utilizan botones de película delgada y ventanas de visualización de película delgada. Debido a que la película está hecha de un material aislante resistente a la Alta tensión, puede evitar eficazmente que el des entre en el circuito interno a través de botones y ventanas de visualización para causar interferencias. Además, la mayoría de las teclas de teclado ahora tienen almohadillas hechas de película aislante resistente a alta tensión, que puede prevenir eficazmente la interferencia de des.

Diseño del circuito:

Los terminales de entrada no utilizados en el dispositivo no están permitidos en estado de desconexión o flotación, sino que deben conectarse directamente o a través de una resistencia adecuada a los terminales de tierra o alimentación. En general, los circuitos de interfaz conectados a dispositivos externos requieren la adición de un circuito de protección, que también incluye líneas de alimentación, lo que a menudo se ignora en el diseño de hardware. Tomando el microcomputador como ejemplo, los enlaces a considerar para organizar el circuito de protección son: interfaz de comunicación serie, interfaz de comunicación paralela, interfaz de teclado, interfaz de visualización, etc.

En el circuito deben utilizarse filtros (condensadores paralelos o una serie de inductores o una combinación de ambos) para evitar que el IME se acople al dispositivo. Si la entrada es de alta resistencia, el filtro de condensadores paralelos es el más eficaz, ya que su baja resistencia circunvalará efectivamente la alta resistencia de entrada. Cuanto más cerca esté el condensadores paralelos de la entrada, mejor. Si la resistencia de entrada es baja, una serie de ferritas pueden proporcionar los mejores filtros, y estas ferritas también deben estar lo más cerca posible de la entrada.

Fortalecer las medidas de protección de los circuitos internos. Para los puertos que puedan verse perturbados por descargas electrostáticas conductoras directas, se pueden conectar resistencias en serie o en paralelo con diodos a los terminales de alimentación positiva y negativa de la interfaz de E / O. El extremo de entrada del tubo mos está conectado en serie con la resistencia de la isla de 100k, y el extremo de salida está conectado en paralelo con la resistencia de la isla de 1K para limitar la corriente de descarga. El extremo de entrada del tubo ttl está conectado en serie con la resistencia de la isla 22 - 100, y el extremo de salida está conectado en serie con la resistencia de la isla 22 - 47. El extremo de entrada del tubo analógico está conectado en serie con la isla de 100 y medio 100k, y se añade un semiconductor paralelo para desviar la corriente de descarga al Polo positivo o negativo de la fuente de alimentación, y el extremo de salida del tubo analógico está conectado en serie con la resistencia de 100 islas. La instalación de condensadores en tierra en la línea de señal I / o puede transferir la corriente de descarga estática inducida en el cable de interfaz al Gabinete para evitar entrar en el circuito. Pero este capacitor también desviará la corriente eléctrica del Gabinete al cable de señal. Para evitar esta situación, se pueden instalar bolas magnéticas de ferrita entre el condensadores de derivación y la placa de circuito para aumentar la resistencia del camino a la placa de circuito. Hay que tener en cuenta que la resistencia a la presión de los condensadores debe cumplir con los requisitos. El voltaje de la descarga estática puede alcanzar miles de voltios. El uso de diodos de protección instantánea también puede prevenir eficazmente las descargas electrostáticas, pero hay que tener en cuenta que aunque el voltaje de la interferencia instantánea está limitado por los diodos, el componente de interferencia de alta frecuencia no disminuye. En general, los condensadores de derivación de alta frecuencia deben conectarse en paralelo con los diodos de protección instantánea para inhibir la interferencia de alta frecuencia. En el diseño del circuito y el cableado de la placa de circuito, se deben utilizar circuitos de puerta y pulsos de puerta. Este método de entrada solo causará daños cuando la descarga estática y el flash ocurren al mismo tiempo. El método de entrada de activación del borde del pulso es muy sensible a los transiciones causados es es por descargas electrostáticas y no debe usarse.

Diseño de pcb:

Un buen diseño de PCB puede reducir efectivamente el impacto de la interferencia de ESG en el producto. Esta es también una parte importante del diseño de ESG en el diseño de compatibilidad electromagnética. Puedes obtener orientación detallada de esta parte del curso. Al implementar contramedidas de compatibilidad electromagnética en productos terminados, es difícil rediseñar los PCB (el costo de mejora es demasiado alto), así que no lo presento aquí.