Technologie PCB - Interférence EMI: la conduction est le coupable

Les interférences EMI du rayonnement peuvent provenir de sources d'émission non directionnelles et d'antennes formées involontairement. Les interférences EMI conductrices peuvent également provenir de sources d'interférences EMI rayonnantes ou être causées par certains composants de la carte. Une fois que la carte reçoit une interférence conductrice, elle réside dans la piste PCB du circuit d'application. Certaines sources communes d'interférence EMI rayonnante comprennent les composants discutés dans les articles précédents, ainsi que les alimentations à découpage embarquées, les lignes de connexion et les réseaux de commutation ou d'horloge.

Figure 1 milieu de couplage conduisant un signal EMI

L'interférence EMI conductrice est le résultat du bon fonctionnement du circuit de commutation et de l'action combinée de capacités et d'inductances parasites. La figure 1 montre quelques - unes des sources d'interférence EMI qui entreront dans les traces du PCB. Vemi1 provient d'un réseau de commutation tel qu'un signal d'horloge ou une trace de signal numérique. Le mode de couplage de ces sources d'interférences est par des capacités parasites entre les traces. Ces signaux introduisent des pics de courant dans les traces de PCB adjacentes. De même, vemi2 provient d'un réseau de commutateurs, ou d'une antenne sur un PCB. La méthode de couplage de ces sources perturbatrices est par inductance parasite entre les traces. Ce signal amène des interférences de tension dans les traces de PCB adjacentes. Toutes les trois sources EMI proviennent de fils adjacents dans le câble. Les signaux se propageant le long de ces fils produisent un effet de diaphonie.

L'alimentation à découpage produit le vemi4. Les perturbations générées par l'alimentation à découpage sont présentes sur les traces de puissance et apparaissent sous la forme de signaux vemi4.

En fonctionnement normal, un circuit d'alimentation à découpage (SMPS) permet de former un EMI conducteur. Les opérations de commutation "on" et "OFF" dans ces Alimentations produiront un fort courant discontinu. Ces courants discontinus sont présents à l'entrée du Convertisseur abaisseur de tension, à la sortie du convertisseur élévateur de tension et à l'entrée et à la sortie des topologies d'inversion et d'abaissement - élévation de tension. Le courant discontinu provoqué par l'action de commutation crée des ondulations de tension qui se propagent à travers les traces de PCB au reste du système. Les ondulations de tension d'entrée et / ou de sortie induites par le SMPS peuvent compromettre le fonctionnement du circuit de charge. La figure 2 montre un example de composition fréquentielle d'une entrée SMPS DC / DC - down fonctionnant à 2 MHz. La composition fréquentielle de base des interférences de conduction SMPS est de 90 à 100 MHz.

Figure 2 Convertisseur abaisseur DC / DC: fréquence de commutation = 2 MHz

Lorsque les broches d'entrée et de sortie utilisent 10? F filtre.

Il existe deux types d'interférences de conduction: les interférences de mode différentiel et les interférences de mode commun. Un signal d'interférence de mode différentiel apparaît entre les bornes d'entrée du circuit, telles que le signal et la masse. Le courant circule à travers deux bornes d'entrée de même phase. Cependant, l'entrée de courant n ° 1 est la même que n ° 2, mais dans le sens inverse (référence différentielle). La charge sur ces deux entrées forme une tension qui varie avec l'intensité du courant. Cette variation de tension entre la trace 1 et la référence différentielle engendre des perturbations ou des erreurs de communication dans le système.

Des interférences de mode commun se produisent lors de l'ajout d'une boucle de terre ou d'un mauvais chemin de courant dans le circuit. Si une source d'interférence est présente, un courant de mode commun et une tension de mode commun sont formés sur les traces 1 et 2 et la boucle de masse agit comme une source d'interférence de mode commun. Les interférences en mode différentiel et en mode commun nécessitent l'utilisation de filtres spéciaux pour gérer les effets néfastes des interférences EMI.