L'actualité PCB - Trois points clés pour la conception de la compatibilité électromagnétique (CEM) des PCB

La conception EMC dans les PCB devrait être une grande préoccupation pour de nombreux ingénieurs en matériel électronique. Par exemple: comment pensez - vous à EMC lors de l'empilage de PCBs? Les mêmes choses doivent - elles être prises en compte lors de la conception d'EMC pour différentes couches de plaques? Étant donné que tout le monde a des questions sur des questions similaires, la petite rédaction a compilé cet article aujourd'hui sur la façon de bien concevoir EMC pour PCB, dans l'espoir qu'il vous sera utile.

Premièrement, la disposition de l'équipement

Dans la conception de PCB, du point de vue de la Cem, il y a trois facteurs principaux à considérer: le nombre de broches d'entrée / sortie, la densité de l'appareil et la consommation d'énergie.

Une règle pratique est que la puce couvre 20% du substrat et ne consomme pas plus de 2 W par pouce carré.

En ce qui concerne la disposition des dispositifs, les dispositifs liés entre eux doivent en principe être placés aussi près que possible, les circuits numériques, les circuits analogiques et les circuits d'alimentation doivent être placés séparément et les circuits haute fréquence et basse fréquence doivent être séparés.

Les appareils susceptibles de générer du bruit, de petits circuits de courant et de grands circuits de courant doivent être éloignés des circuits logiques. M

Les sources d'interférence et de rayonnement telles que les circuits d'horloge et les circuits haute fréquence doivent être disposées séparément, à l'écart des circuits sensibles, et les puces d'entrée et de sortie doivent être situées à proximité des sorties d'E / s du boîtier du circuit hybride.

Les éléments haute fréquence doivent raccourcir la connexion autant que possible afin de réduire les paramètres de distribution et les interférences électromagnétiques entre eux. Les composants sensibles aux interférences ne doivent pas être trop proches les uns des autres et les entrées et les sorties doivent être aussi éloignées que possible. L'oscillateur est aussi proche que possible de la puce d'horloge, loin de l'interface de signal et de la puce de signal de bas niveau.

Les éléments doivent être parallèles ou perpendiculaires à un côté du substrat, de sorte que les éléments soient disposés aussi parallèlement que possible, ce qui non seulement réduit les paramètres de distribution entre les éléments, mais est également conforme au processus de fabrication du circuit hybride, ce qui facilite la production.

Les Plots d'alimentation et de mise à la terre sur le substrat du circuit hybride doivent être disposés symétriquement, en répartissant uniformément plusieurs connexions d'E / s d'alimentation et de mise à la terre. La zone de montage de la puce nue est connectée au plan de potentiel négatif.

Lors du choix d'un circuit hybride multicouche, l'arrangement couche par couche de la carte varie en fonction du circuit spécifique, mais présente généralement les caractéristiques suivantes:

(1) la couche interne de la distribution d'alimentation et de mise à la terre peut être considérée comme une couche de blindage, ce qui peut très bien inhiber les interférences RF de mode commun inhérentes à la carte, réduire l'impédance de distribution de l'alimentation haute fréquence.

(2) le plan d’alimentation et le plan de masse de la carte doivent être aussi proches que possible, le plan de masse étant normalement au - dessus du plan d’alimentation. De cette manière, le condensateur inter - couches peut servir de condensateur lisse pour l'alimentation, le plan de masse pouvant masquer les courants rayonnants répartis sur le plan d'alimentation.

(3) les couches de câblage doivent être disposées aussi près que possible de la source d’alimentation ou du plan de masse pour créer une élimination du flux magnétique.

II. Câblage PCB

Dans la conception du circuit, souvent, l'accent est mis uniquement sur l'amélioration de la densité de câblage, ou la poursuite d'une disposition uniforme, ignorant l'impact de la disposition de la ligne sur la prévention des interférences, de sorte que beaucoup de signaux rayonnent dans l'espace pour former des interférences, peut conduire à plus de problèmes de compatibilité électromagnétique.

Un bon câblage est donc la clé du succès de la conception.

1, disposition du sol

La ligne de masse n'est pas seulement un point de référence potentiel pour le circuit, mais aussi un circuit à basse impédance pour le signal.

Les perturbations courantes de la terre sont celles causées par le courant de la boucle de terre. Résoudre ce type de problème d'interférence revient à résoudre la plupart des problèmes de compatibilité électromagnétique.

Le bruit sur la ligne de terre affecte principalement le niveau de masse du circuit numérique, qui est plus sensible au bruit sur la ligne de terre lorsque la sortie est faible.

L'interférence avec la ligne de masse peut non seulement entraîner un mauvais fonctionnement du circuit, mais aussi des émissions conductrices et rayonnantes. La clé pour réduire ces perturbations est donc de réduire au maximum l'impédance de la ligne de masse (pour les circuits numériques, il est particulièrement important de réduire l'inductance de la ligne de masse).

Notez les points suivants dans la disposition du câble de mise à la terre:

(1) selon la tension d'alimentation différente, le circuit numérique et le circuit analogique définissent la ligne de masse séparément.

(2) le fil de terre commun est aussi épais que possible. Dans le processus de film épais multicouche, une mise à la terre spéciale peut être mise en place, ce qui contribue à réduire la zone de boucle et à réduire l'efficacité de l'antenne de réception. Et peut être utilisé comme masque de ligne de signal.

(3) Les fils de mise à la terre en forme de peigne doivent être évités. Cette structure rend la boucle de retour du signal très grande, ce qui augmente le rayonnement et la sensibilité, et l'impédance commune entre les puces peut également entraîner un mauvais fonctionnement du circuit.

(4) Lorsque plusieurs puces sont montées sur la carte, il y aura une plus grande différence de potentiel sur le fil de terre. La ligne de terre doit être conçue pour une boucle fermée afin d'améliorer la tolérance au bruit du circuit.

(5) carte de circuit avec des fonctions analogiques et numériques, la mise à la terre analogique et la mise à la terre numérique sont généralement séparées et ne sont connectées qu'à l'alimentation.

2. Disposition du circuit d'alimentation

En général, les perturbations électromagnétiques causées par les lignes électriques sont courantes, à l'exception des perturbations causées directement par les rayonnements électromagnétiques. Par conséquent, la disposition des cordons d'alimentation est également importante et les règles suivantes doivent généralement être respectées.

(traitement de puissance)

(1) le cordon d'alimentation est aussi proche que possible de la ligne de terre pour réduire la zone de boucle d'alimentation et le rayonnement de mode différentiel est faible, ce qui contribue à réduire les interférences du circuit. Ne pas superposer les boucles d'alimentation de différentes sources d'alimentation.

(2) Lorsque le processus multicouche est utilisé, l'alimentation analogique et l'alimentation numérique sont séparées pour éviter les interférences mutuelles. Ne mettez pas les alimentations numériques et analogiques ensemble, sinon cela créera une capacité de couplage et détruira la séparation.

(3) une isolation diélectrique complète peut être utilisée entre le plan d'alimentation et le plan de masse. Lorsque la fréquence

La viscosité et la vitesse sont élevées, la pâte de milieu avec une constante diélectrique inférieure doit être choisie. Le plan d'alimentation doit être proche du plan de masse et situé au - dessous de celui - ci de manière à protéger les courants rayonnants distribués sur le plan d'alimentation.

(4) Le découplage doit être effectué entre la broche d'alimentation et la broche de mise à la terre de la puce. Les condensateurs de découplage doivent utiliser un condensateur à puce de 0,01 µF qui doit être installé à proximité de la puce de manière à réduire autant que possible la surface du circuit de la capacité de découplage.

(5) lors du choix de la puce de patch, essayez de choisir la puce à proximité de la broche d'alimentation et de la broche de terre, ce qui peut réduire davantage la zone de boucle d'alimentation du condensateur de découplage, en faveur de la compatibilité électromagnétique.