Technologie PCB - Solutions aux problèmes de compatibilité électromagnétique des PCB

Interférence électromagnétique PCB

Il existe deux principaux types d'interférences PCB. L'un vient de l'intérieur du PCB. Ceci est principalement dû à la diaphonie du signal le long du chemin de transmission résultant du couplage parasite entre les circuits voisins et du couplage en champ des composants internes. Par exemple, les condensateurs sur PCB, en particulier ceux utilisés pour des applications à haute fréquence. Nous pouvons le considérer comme un circuit LCR, car il produit généralement une inductance et une impédance équivalentes lorsque le condensateur fonctionne réellement dans le circuit. Le condensateur a une fréquence d'auto - résonance. A la fréquence d'auto - résonance, le condensateur est capacitif. Au - dessus de la fréquence d'auto - résonance, la capacité est inductive et l'impédance augmente avec la fréquence.

Un autre type d'interférence électromagnétique provient de l'extérieur du PCB et se divise en deux types: les interférences radiatives et les éléments sensibles. Le rayonnement provient principalement des sources harmoniques de l'horloge et d'autres signaux périodiques. Il existe également des appareils électroniques ou des instruments qui produisent des harmoniques secondaires en raison de sauts de tension et de puissance.

Évitez les interférences électromagnétiques PCB, principalement à partir des points suivants:

1. Schéma de conception raisonnable

La première chose à faire lors de la conception d'une carte est la conception du schéma. Les schémas de conception sont généralement exploités par le logiciel altium designer et tous les composants utilisés peuvent être filtrés dans la galerie de principes. S'il n'y a pas d'éléments à sélectionner dans la galerie de principes, vous pouvez les dessiner vous - même. Une fois le schéma dessiné, une détection automatique est nécessaire pour vérifier s'il y a des erreurs évidentes dans le processus de dessin.

Après avoir terminé le schéma de principe, la carte de circuit imprimé peut être conçue. Les résultats du câblage automatique sont toujours insatisfaisants et nécessitent une mise en page et un câblage manuels. La compatibilité électromagnétique est devenue une exigence technique importante à prendre en compte lors de la conception de cartes de circuits imprimés. La disposition rationnelle des éléments et des circuits dans une carte de circuit imprimé peut réduire efficacement les problèmes d'interférence électromagnétique.

2. Choisissez un condensateur avec une inductance et une résistance équivalentes relativement petites

Le problème de la diaphonie doit également être noté. La diaphonie est le couplage de l'énergie d'un fil à l'autre. Selon le phénomène d'induction électromagnétique Faraday, un champ magnétique est créé autour d'un fil lorsqu'il traverse un courant électrique. L'interaction des champs magnétiques des différents fils crée une diaphonie. L'inductance mutuelle est l'un des mécanismes qui créent une diaphonie, dont la taille est directement proportionnelle au courant dans le fil.

3. Limiter les signaux périodiques à une zone aussi petite que possible

La capacité mutuelle est un autre mécanisme de génération de diaphonie, créée par le couplage de deux électrodes par un champ électrique. La solution consiste à confiner le signal périodique dans une zone aussi petite que possible et à bloquer les chemins de couplage parasites avec l'extérieur. Si nécessaire, le filtre peut être utilisé; La sensibilité extérieure est principalement l'interférence RF et la décharge électrostatique, etc. pour résoudre ce problème, vous pouvez utiliser des méthodes de blindage, de bonne mise à la terre et de filtrage.

4. Méthode anti - interférence lors de la conception de circuits imprimés

1) Choix du matériau de la carte PCB. Les cartes de circuits imprimés sont divisées en panneaux simples, doubles et multicouches. Le tissu de verre époxy est le substrat le plus couramment utilisé. Ce matériau présente les avantages suivants: bonne dilatation, favorable à la réduction de la surface du circuit, réduction des interférences de mode différentiel, faible absorption d'eau, résistance à la chaleur, résistance à la corrosion chimique, bonne résistance aux chocs.

2) câblage PCB. Lors du câblage, le principe du flux magnétique minimal doit être respecté. Le principe de flux magnétique minimal fait référence à l'annulation mutuelle des lignes de champ magnétique générées par les lignes de transmission et les voies de retour pour réaliser l'annulation du flux magnétique. Le placage n'a pas de plan de masse et l'essentiel de son câblage est de réduire la zone de boucle de la boucle d'alimentation et de la boucle de signal. Le câblage adopte une mise à la terre protégée. Débranchez les lignes de mise à la terre proches des lignes d'alimentation ou de signal et câblez - les ensemble pour réduire la zone de boucle. Le routage du signal à grande vitesse doit être droit ou émoussé et ne doit pas avoir d'angles aigus ou droits.

3) Mise en page PCB. En règle générale, un logiciel de conception de PCB a la fonctionnalité de mise en page automatique, mais cette fonctionnalité ne répond pas aux besoins du travail réel et nécessite donc que les concepteurs se familiarisent avec les règles de mise en page. Dans la disposition, la partie de circuit numérique et la partie de circuit analogique doivent être séparées, laissant une partie de l'espace entre les deux. La disposition doit être divisée en fonction des circuits haute vitesse, moyenne vitesse, basse vitesse et E / s afin de réduire les interférences des circuits haute vitesse avec les autres composants.

Conclusion

La conception d'une carte de circuit imprimé est un processus complexe. De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la conception. Un peu d'insouciance peut avoir un impact important sur les performances de la carte. Pendant le processus de conception, les cartes conçues peuvent ne pas fonctionner correctement si les problèmes de compatibilité électromagnétique ne sont pas suffisamment pris en compte. Par conséquent, dans la conception de PCB, les problèmes de câblage, de mise en page, de mise à la terre, de blindage, etc. doivent être pleinement pris en compte, ainsi que la diaphonie entre les signaux.