Technologie PCB - Pensée haute fréquence pour la conception de compatibilité électromagnétique

De nombreux ingénieurs de haut niveau suivent souvent le chemin de la conception fondamentalement erronée. C'est la pensée haute fréquence de la conception de compatibilité électromagnétique (CEM).

Les problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM) se produisent généralement dans des conditions de haute fréquence, à l'exception de problèmes individuels (chute de tension, interruptions instantanées, etc.). La pensée haute fréquence se réfère aux caractéristiques des appareils et des circuits. Dans le cas des hautes fréquences, il diffère du cas traditionnel des moyennes et basses fréquences. Si vous jugez et analysez encore sur la base de la pensée de contrôle ordinaire, vous tombez dans une mauvaise compréhension du design. Par example: un condensateur, dans le cas des basses et moyennes fréquences ou du courant continu, est un élément de stockage d'énergie qui ne montre que les caractéristiques du condensateur; Dans le cas des hautes fréquences, ce n'est pas seulement un condensateur. Il a les caractéristiques d'un condensateur idéal et a des fuites. Le courant (noté r sur le circuit équivalent haute fréquence), l'inductance du fil et l'esr (résistance série équivalente) qui provoque de la chaleur en cas de fluctuations d'impulsions de tension (comme illustré ci - dessous).

Figure 1: compatibilité électromagnétique (CEM)

Comme vous pouvez le voir sur l'image ci - dessus, les concepteurs peuvent offrir beaucoup d'aide dans la conception de compatibilité électromagnétique (CEM).

Selon la pensée conventionnelle, 1 / 2 Ífc est la tolérance d'un condensateur. Plus la fréquence est élevée, plus la tolérance est faible et plus le filtrage est efficace. C'est - à - dire que plus la fréquence est élevée, plus il est facile d'exclure le fouillis, mais ce n'est pas le cas. En présence d'une inductance, le condensateur ne filtre mieux que lorsque l'équation 1 / 2 i FC = 2 i f l est établie, lorsque l'impédance globale est la plus faible et que l'effet de filtrage diminue lorsque la fréquence est haute et basse. L'analyse conclut pourquoi deux condensateurs supplémentaires, l'un électrolytique et l'autre céramique, ont été ajoutés aux bornes VCC de l'IC, avec des valeurs de capacité généralement un peu plus de 100 fois différentes. En effet, les points de fréquences de résonance de deux condensateurs différents divergent d'une certaine distance, ce qui favorise le filtrage des fréquences légèrement supérieures, mais aussi des fréquences inférieures.

Figure 2: compatibilité électromagnétique (CEM)

Caractéristiques équivalentes à haute fréquence du câblage d'un câble ou d'un circuit imprimé (comme indiqué ci - dessus), la résistance de câblage existe objectivement quelles que soient les fréquences hautes et basses, mais pour l'inductance de câblage, elle ne peut se manifester qu'à des fréquences plus élevées. En outre, il y a un condensateur distribué. Cependant, de tels condensateurs distribués sont inutiles lorsqu'il n'y a pas de conducteurs à proximité des lignes électriques. Deux conducteurs sont nécessaires pour remplir son rôle.

Les caractéristiques de l'inductance et de la résistance sont relativement faciles à comprendre et ne seront pas expliquées. Cependant, il faut mentionner les propriétés équivalentes haute fréquence de l'anneau magnétique et de la bille magnétique, car l'effet absorbant de l'anneau magnétique sur les pulsations haute fréquence est similaire aux performances de l'inducteur, de sorte qu'il est généralement considéré comme une propriété inductive, mais en fait faux. Un anneau magnétique est une propriété de résistance, mais cette résistance est un peu spéciale. Sa valeur de résistance est fonction de la fréquence R (f). Dans ce cas, lorsqu'un signal avec des fluctuations à haute fréquence traverse une bille magnétique, les fluctuations à haute fréquence seront causées par i2r produisant de la chaleur et interférant avec le processus de conversion de l'énergie électrique - magnétique - thermique. Ainsi, lorsqu'il y a de fortes fluctuations sur le fil, l'anneau magnétique se sent chaud au toucher.

Voici les bases de la pensée professionnelle à haute fréquence en matière de compatibilité électromagnétique (CEM). Après avoir appris la compatibilité électromagnétique (CEM), de nombreuses questions de conception ont trouvé des réponses. Par exemple:

1. Pourquoi deux condensateurs, un condensateur électrolytique et un condensateur céramique, sont - ils installés sur les bornes VCC de l'ic? La mise en série de l'inductance de la sonde et du condensateur fait varier son impédance combinée avec la fréquence en raison des propriétés équivalentes à haute fréquence du condensateur. Au point de fréquence WL = (1 / WC), c'est le point où l'impédance est minimale (comme le montre la figure ci - dessous). En outre, les deux condensateurs ont des points d'impédance minimale respectifs, correspondent respectivement à des points de fréquence différents, fournissant ainsi un courant pour les besoins d'alimentation du ci dans des gammes de fréquences différentes.

Figure 3: diagramme des caractéristiques de fréquence d'impédance de compatibilité électromagnétique (CEM) = IC du condensateur de découplage

2. Le fil de mise à la terre de la table de travail électrostatique utilise une large bande de cuivre et un tube de serpentin en maille métallique au lieu d'un fil de mise à la terre rond jaune - Vert. L'inductance de routage du câble de terre circulaire est trop grande et ne favorise pas la production d'électricité statique à haute fréquence. Décharge de charges électriques.

3. La distance entre le câble et le câble ne peut pas être trop proche, sinon elle causera la diaphonie entre les câbles de signal en raison de la capacité répartie des fils. Bien entendu, le couplage de la ligne de signal avec la ligne de masse est de préférence serré. De cette façon, il est facile de libérer les interférences ondulatoires sur la ligne de signal à la ligne de masse.

Pour les ingénieurs en électronique, la conception de la compatibilité électromagnétique (CEM) serait améliorée si l'électronique était considérée comme un circuit combiné équivalent à haute fréquence.