Notizie PCB - Ci sono diversi tipi comuni di interferenza elettromagnetica

(1) interferenza elettromagnetica RF. A causa della proliferazione dei trasmettitori radio esistenti, le interferenze rf rappresentano una grande minaccia per i sistemi elettronici. Cellulari, radio portatili, unità radiocomandate, cercapersone e altri dispositivi simili sono ormai molto comuni. Non ci vuole molta energia per causare interferenze dannose. I guasti tipici si verificano nell'intervallo di intensità di campo da 1 a 10V/m rf. In Europa, Nord America e molti paesi asiatici, evitare interferenze rf da danneggiare altre apparecchiature è diventato legalmente obbligatorio per tutti i prodotti.

(2) Scarico elettrostatico (ESD). La moderna tecnologia dei chip è molto avanzata e i componenti sono diventati molto densi a dimensioni geometriche molto piccole (0,18um). Questi milioni di microprocessori a transistor ad alta velocità sono altamente sensibili e facilmente danneggiati da scariche elettrostatiche esterne. Lo scarico può essere causato direttamente o radialmente. Le scariche a contatto diretto di solito causano danni permanenti alle apparecchiature. La scarica elettrostatica causata dalle radiazioni può causare disturbi del dispositivo e funzionamento anomalo.

(3) Interferenza di alimentazione. Poiché sempre più dispositivi elettronici sono collegati alla spina dorsale di alimentazione, ci sono potenziali disturbi al sistema. Questi disturbi includono disturbi della linea elettrica, transienti rapidi elettrici, sovratensioni, cambiamenti di tensione, transienti fulminei e armoniche della linea elettrica. Per gli alimentatori di commutazione ad alta frequenza, questi disturbi diventano significativi.

(4) Autocompatibilità. Una parte digitale o circuito di un sistema può interferire con le apparecchiature analogiche, causando conversazioni incrociate tra fili, o un motore può causare disordini nel circuito digitale.

Inoltre, un prodotto elettronico che funziona bene alle basse frequenze incontrerà alcuni problemi alle frequenze più alte che le basse frequenze non lo fanno. Come riflessione, avvolgimento della corda, proiettile di terra, rumore ad alta frequenza e così via.

Un prodotto elettronico non conforme alle specifiche EMC non è un progetto elettronico qualificato. Oltre a soddisfare le esigenze funzionali del mercato, occorre adottare tecniche di progettazione adeguate per prevenire o eliminare l'influenza dell'IME.

Considerazioni EMC per la progettazione di PCB

Ci sono due modi per risolvere i problemi EMI nella progettazione del circuito stampato (PCB): uno è quello di sopprimere l'influenza EMI, l'altro è quello di proteggere l'influenza EMI. Ci sono molte manifestazioni diverse di questi due metodi. In particolare, il sistema di schermatura minimizza la possibilità che EMI colpisca i prodotti elettronici.

L'energia a radiofrequenza (RF) è generata da correnti di commutazione all'interno di un circuito stampato (PCB), che sono sottoprodotti di componenti digitali. Ogni cambiamento logico di stato in un sistema di distribuzione dell'energia produce una sovratensione transitoria. Nella maggior parte dei casi, questi cambiamenti logici di stato non generano sufficiente tensione di rumore a terra per causare alcun effetto funzionale. Ma quando la velocità di bordo di un componente (tempo di salita e di caduta) diventa abbastanza veloce energia rf è generata per influenzare il normale funzionamento di altri componenti elettronici.

1. Cause di interferenza elettromagnetica sul PCB

Pratiche improprie spesso causano EMI fuori specifica sul PCB. Combinato con le caratteristiche dei segnali ad alta frequenza, THE EMI relativo al livello PCB comprende principalmente i seguenti aspetti:

(1) Impiego improprio delle misure di imballaggio. Ad esempio, i dispositivi che dovrebbero essere avvolti in metallo sono avvolti in plastica.

(2) La progettazione PCB non è buona, la qualità finita non è alta, il cavo e la messa a terra congiunta non è buona.

(3) layout PCB inappropriato o persino sbagliato.

Compresa impostazione impropria del cablaggio del segnale dell'orologio e del ciclo; Strato PCB e impostazione impropria dello strato di cablaggio del segnale; Selezione errata dei componenti con distribuzione di energia RF ad alta frequenza; Il filtro in modalità comune e modalità differenziale non sono considerati sufficienti. L'anello di terra provoca RF e bombe a terra; Evitare e disaccoppiare carenze e così via.

Per ottenere la soppressione EMI a livello di sistema, sono solitamente necessari alcuni metodi appropriati: schermatura, imbottitura, messa a terra, filtraggio, disaccoppiamento, cablaggio corretto, controllo dell'impedenza del circuito, ecc.

2. Progettazione di schermatura di compatibilità elettromagnetica

Al giorno d'oggi, l'industria elettronica è sempre più interessata alla necessità di SE/EMC (Shielding Effectiveness), e la compatibilità elettromagnetica sta diventando sempre più importante man mano che vengono utilizzati più componenti elettronici. La schermatura elettromagnetica è un metodo per controllare le interferenze elettromagnetiche da un'area all'altra mediante induzione e radiazione. Di solito comprende due tipi: uno è schermatura elettrostatica, che pricipalmente è usata per prevenire l'influenza del campo elettrostatico e del campo magnetico costante; L'altro è schermatura elettromagnetica, che viene utilizzata principalmente per prevenire l'influenza di campo elettrico alternato, campo magnetico alternato e campo elettromagnetico alternato.

La schermatura EMI può rendere il prodotto semplice ed efficace nel rispetto delle specifiche EMC. Quando la frequenza è inferiore a 10MHz, le onde elettromagnetiche sono per lo più sotto forma di conduzione, mentre le onde elettromagnetiche con frequenze più elevate sono per lo più sotto forma di radiazione. Nuovi materiali come il materiale solido di schermatura a singolo strato, il materiale solido di schermatura a più strati, la doppia schermatura o più di doppia schermatura possono essere utilizzati per schermatura EMI durante la progettazione. Per l'interferenza elettromagnetica a bassa frequenza deve utilizzare uno strato di schermatura spesso, il più appropriato è utilizzare materiali ad alta permeabilità o materiali magnetici, come la lega di rame del nichel, per ottenere la massima perdita di assorbimento elettromagnetico e per le onde elettromagnetiche ad alta frequenza può utilizzare materiale di schermatura metallica.

Nella schermatura EMI effettiva, l'efficacia della schermatura elettromagnetica dipende in gran parte dalla struttura fisica del telaio, cioè dalla continuità della conduttività elettrica. I giunti e le aperture sul telaio sono fonti di perdita di onde elettromagnetiche. Inoltre, il cavo che attraversa la scatola è il motivo principale per cui l'efficacia della schermatura diminuisce. La perdita elettromagnetica dell'apertura sul telaio è correlata alla forma dell'apertura, alle caratteristiche della sorgente di radiazione e alla distanza dalla sorgente di radiazione all'apertura. L'efficienza di schermatura può essere migliorata progettando correttamente la dimensione di apertura e la distanza dalla sorgente di radiazione all'apertura. Le guarnizioni di tenuta elettromagnetiche sono solitamente utilizzate per risolvere la perdita elettromagnetica nelle crepe del telaio. La guarnizione di tenuta elettromagnetica è un genere di materiale elastico conduttivo, che può mantenere la continuità conduttiva nello spazio. Guarnizioni elettromagnetiche comuni di tenuta sono: gomma conduttiva (nella gomma mescolata con particelle conduttive, in modo che il materiale composito abbia sia l'elasticità della gomma, sia la conducibilità elettrica del metallo)., gomma conduttiva doppia (non è in tutte le parti di gomma mescolata con particelle conduttive, i cui benefici massimi sono di mantenere la flessibilità della gomma e garantire la conduttività elettrica), rete metallica set (con griglia metallica del nucleo di gomma), fodera del tubo a spirale (acciaio inossidabile, rame berillio o rame berillio placcato in stagno laminato in un tubo a spirale), ecc Inoltre, quando i requisiti più elevati per la velocità di ventilazione, la ventilazione deve essere utilizzata dalla piastra guida d'onda, la piastra è equivalente a un filtro passa alto, sopra una certa frequenza di attenuazione delle onde elettromagnetiche attraverso, ma per meno della frequenza di attenuazione delle onde elettromagnetiche, ha avuto un sacco di applicazione ragionevole da questa caratteristica della guida d'onda può essere molto buona schermatura interferenza EMI.

3. Progettazione ragionevole PCB con compatibilità elettromagnetica

Con il miglioramento su larga scala della complessità e dell'integrazione della progettazione del sistema, i progettisti di sistemi elettronici sono impegnati nella progettazione del circuito di oltre 100MHZ e la frequenza di lavoro del bus ha raggiunto o superato 50MHZ e alcuni addirittura superato 100MHZ. Quando il sistema funziona a 50MHz, si verificheranno problemi di integrità dell'effetto della linea di trasmissione e del segnale. Quando l'orologio di sistema raggiunge 120MHz, i progetti PCB basati sui metodi tradizionali non funzioneranno a meno che non vengano utilizzate conoscenze di progettazione del circuito ad alta velocità. Pertanto, la tecnologia di progettazione di circuiti ad alta velocità è diventata i progettisti di sistemi elettronici devono prendere i mezzi di progettazione. Solo utilizzando le tecniche di progettazione dei progettisti di circuiti ad alta velocità può essere controllato il processo di progettazione.

Si ritiene generalmente che se la frequenza del circuito logico digitale raggiunge o supera 45MHZ ~ 50MHZ e il circuito che opera sopra questa frequenza ha rappresentato una certa quantità dell'intero sistema elettronico (diciamo, 1/3), è chiamato circuito ad alta velocità. Infatti, la frequenza armonica del bordo del segnale è superiore a quella del segnale stesso. È il bordo ascendente e il bordo cadente (o salto del segnale) che causa il risultato inatteso della trasmissione del segnale. Per ottenere la progettazione PCB ad alta frequenza conforme EMC, vengono solitamente utilizzate le seguenti tecnologie: bypass e disaccoppiamento, controllo di messa a terra, controllo della linea di trasmissione e corrispondenza del terminale di cablaggio.