L'actualité PCB - Il existe plusieurs types courants de perturbations électromagnétiques

(1) interférence électromagnétique RF. En raison de la prolifération des émetteurs radio existants, les interférences RF constituent une menace énorme pour les systèmes électroniques. Les téléphones cellulaires, les radios portables, les unités de contrôle radio, les pagers et autres appareils similaires sont maintenant très répandus. Il n'est pas nécessaire de produire beaucoup d'électricité pour générer des perturbations nocives. Les défaillances typiques se produisent dans une gamme de 1 à 10 V / M RF intensité du champ. En Europe, en Amérique du Nord et dans de nombreux pays asiatiques, éviter les interférences RF endommageant d'autres appareils est devenu une obligation légale pour tous les produits.

(2) Décharge électrostatique (ESD). La technologie moderne des puces a considérablement progressé et les composants sont devenus très denses avec de très petites dimensions géométriques (0,18 µm). Ces microprocesseurs à transistor à grande vitesse et par millions sont très sensibles et peuvent être facilement endommagés par des décharges électrostatiques externes. Les décharges peuvent être causées directement ou par rayonnement. Une décharge par contact direct peut souvent causer des dommages permanents à l'appareil. Les décharges électrostatiques causées par les radiations peuvent provoquer des troubles et un fonctionnement anormal de l'appareil.

(3) interférence de puissance. Comme de plus en plus d'appareils électroniques sont connectés au réseau électrique, le système peut être perturbé. Ces perturbations comprennent les perturbations des lignes électriques, les transitoires électriques rapides, les surtensions, les variations de tension, les transitoires de foudre et les harmoniques des lignes électriques. Pour les alimentations à découpage haute fréquence, ces perturbations deviennent très graves.

(4) auto - compatibilité. La partie numérique ou le circuit du système peut interférer avec le dispositif analogique, provoquant une diaphonie entre les fils, ou le moteur peut provoquer des perturbations du circuit numérique.

De plus, l'électronique qui fonctionne bien à basse fréquence rencontre quelques problèmes à haute fréquence où la basse fréquence ne fonctionne pas. Tels que réflexion, enroulement de cordes, projectile au sol, bruit à haute fréquence, etc.

Les produits électroniques qui ne sont pas conformes aux spécifications EMC ne sont pas des conceptions électroniques qualifiées. En plus de satisfaire aux exigences fonctionnelles du marché, des techniques de conception appropriées doivent être appliquées pour prévenir ou éliminer les effets de l'IME.

Considérations EMC pour la conception de PCB

Il existe deux façons de résoudre le problème de l'EMI dans la conception de cartes de circuits imprimés: l'une consiste à supprimer les effets de l'EMI et l'autre à masquer les effets de l'EMI. Les deux méthodes ont de nombreuses manifestations différentes. En particulier, le système de blindage minimise la probabilité qu'EMI affecte les produits électroniques.

L'énergie radiofréquence (RF) est produite par des courants de commutation à l'intérieur d'une carte de circuit imprimé (PCB), qui sont des sous - produits de composants numériques. Chaque changement d'état logique dans le système de distribution crée une surtension transitoire. Dans la plupart des cas, ces changements d'état logiques ne produisent pas suffisamment de tension de bruit de terre pour provoquer un impact fonctionnel. Mais lorsque les vitesses de bord (temps de montée et de descente) d'un composant deviennent très rapides, une énergie RF suffisante est générée pour affecter le fonctionnement normal des autres composants électroniques.

1. Causes des interférences électromagnétiques PCB

Les pratiques inappropriées entraînent souvent des EMI non conformes aux spécifications sur les PCB. Combiné avec les caractéristiques des signaux haute fréquence, l'EMI associé au niveau du PCB comprend principalement les aspects suivants:

(1) les mesures d'emballage sont mal utilisées. Par exemple, un appareil qui devrait être enveloppé de métal est enveloppé de plastique.

(2) la conception de PCB n'est pas bonne, le produit fini n'est pas de haute qualité, les câbles et les connecteurs ne sont pas bien mis à la terre.

(3) Mise en page incorrecte ou même incorrecte du PCB.

Comprend un mauvais réglage du câblage des signaux d'horloge et de période; Couches PCB, mauvaise configuration de la couche de câblage du signal; Mauvais choix des éléments de distribution d'énergie RF haute fréquence; Le filtrage en mode commun et en mode différentiel est considéré comme insuffisant. Le circuit terrestre provoque des RF et des bombes au sol; Bypass et découplage insuffisants, etc.

Pour obtenir une inhibition EMI au niveau du système, certaines méthodes appropriées sont généralement nécessaires: blindage, remplissage, mise à la terre, filtrage, découplage, câblage approprié, contrôle de l'impédance du circuit, etc.

2. Conception de blindage compatible électromagnétique

Aujourd'hui, l'industrie électronique est de plus en plus préoccupée par le besoin de se / EMC (Shield efficiency), et avec l'utilisation croissante de composants électroniques, la compatibilité électromagnétique devient de plus en plus importante. Le blindage électromagnétique est une méthode de contrôle des perturbations électromagnétiques d'une zone à l'autre par induction et rayonnement. Ils sont généralement de deux types: l'un est un blindage électrostatique destiné principalement à prévenir les effets des champs électrostatiques et magnétiques constants; L'autre est le blindage électromagnétique, principalement utilisé pour prévenir les effets des champs électriques alternatifs, des champs magnétiques alternatifs et des champs électromagnétiques alternatifs.

EMI Shield peut rendre le produit simple et efficace, conforme aux spécifications EMC. Lorsque la fréquence est inférieure à 10 MHz, les ondes électromagnétiques sont principalement sous forme conductrice, tandis que les ondes électromagnétiques de fréquence plus élevée sont principalement sous forme radiative. Le blindage EMI peut être conçu avec de nouveaux matériaux tels que le matériau de blindage solide monocouche, le matériau de blindage solide multicouche et le double blindage ou le double blindage supérieur. Pour les perturbations électromagnétiques à basse fréquence nécessitant l'utilisation d'une couche de blindage plus épaisse, il est plus approprié d'utiliser un matériau à haute Perméabilité magnétique ou un matériau magnétique tel qu'un alliage Nickel - cuivre pour obtenir des pertes d'absorption électromagnétique maximales, tandis que pour les ondes électromagnétiques à haute fréquence, un matériau de blindage métallique peut être utilisé.

Dans un blindage EMI réel, l'efficacité du blindage électromagnétique dépend en grande partie de la structure physique du châssis, c'est - à - dire de la continuité de la conductivité électrique. Les joints et les ouvertures sur le châssis sont des sources de fuite pour les ondes électromagnétiques. De plus, les câbles qui traversent la boîte sont la principale cause de la diminution de l'effet de blindage. Les fuites électromagnétiques de l'ouverture sur le châssis sont liées à la forme de l'ouverture, aux caractéristiques de la source de rayonnement et à la distance de la source de rayonnement à l'ouverture. L'efficacité du blindage peut être améliorée par une conception appropriée des dimensions de l'ouverture et de la distance de la source de rayonnement à l'ouverture. Les joints d'étanchéité électromagnétiques sont généralement utilisés pour résoudre le problème des fuites électromagnétiques dans les fissures du châssis. Le joint d'étanchéité électromagnétique est un matériau élastique conducteur qui peut maintenir la continuité conductrice dans l'espace. Les joints d'étanchéité électromagnétiques courants sont: caoutchouc conducteur (mélange de particules conductrices dans le caoutchouc pour donner au composite à la fois l'élasticité du caoutchouc et la conductivité du métal), Caoutchouc à double conductivité (il n'est pas dopé avec des particules conductrices dans toutes les parties du caoutchouc, ce qui a le plus grand avantage de conserver la flexibilité du caoutchouc et de garantir la conductivité), Groupe de treillis métallique (Groupe de treillis métallique avec noyau en caoutchouc), revêtement de tube en spirale (acier inoxydable, cuivre béryllium ou cuivre béryllium étamé enroulé dans un tube en spirale), etc. en outre, lorsque les exigences en matière de taux de ventilation sont plus élevées, il est nécessaire d'utiliser une plaque de guide d'onde ventilée, qui est l'équivalent d'un filtre passe - haut, atténuée par les ondes électromagnétiques à une certaine fréquence mentionnée ci - dessus, mais pour les fréquences inférieures à la fréquence d'atténuation des ondes électromagnétiques, il existe de nombreuses applications raisonnables, cette caractéristique du Guide d'onde peut être interférence EMI masquée.

3. Conception raisonnable de PCB avec la compatibilité électromagnétique

Avec l'augmentation massive de la complexité et de l'intégration de la conception du système, les concepteurs de systèmes électroniques sont engagés dans la conception de circuits au - dessus de 100 MHz et la fréquence de fonctionnement du bus a atteint ou dépassé 50 MHz, certains dépassant même 100 MHz. Les effets de ligne de transmission et les problèmes d'intégrité du signal se posent lorsque le système fonctionne à 50 MHz. Lorsque l'horloge du système atteint 120 MHz, la conception de PCB basée sur des méthodes traditionnelles ne fonctionnera pas à moins d'utiliser des connaissances en conception de circuits à grande vitesse. Ainsi, la technologie de conception de circuits à grande vitesse est devenue un moyen de conception que les concepteurs de systèmes électroniques doivent adopter. Le processus de conception ne peut être contrôlé qu'en utilisant les techniques de conception des concepteurs de circuits à grande vitesse.

On considère généralement que si la fréquence d'un circuit logique numérique atteint ou dépasse 45 MHz à 50 MHz et que les circuits fonctionnant au - dessus de cette fréquence représentent déjà un certain nombre (disons 1 / 3) de l'ensemble du système électronique, on parle alors d'un circuit à grande vitesse. En effet, la fréquence harmonique des bords du signal est supérieure à celle du signal lui - même. Ce sont les fronts montants et descendants (ou les sauts du signal) qui provoquent des résultats inattendus dans la transmission du signal. Pour obtenir une conception de PCB haute fréquence conforme à la Cem, les techniques suivantes sont généralement utilisées: Bypass et découplage, contrôle de la terre, contrôle de la ligne de transmission et adaptation des bornes de câblage.