Notizie PCB - Tre punti chiave della progettazione di compatibilità elettromagnetica PCB (EMC)

La progettazione EMC in PCB dovrebbe essere una grande preoccupazione per molti ingegneri hardware elettronici. Ad esempio: come consideri EMC quando impili PCB? Ci sono le stesse cose da considerare quando si progetta un EMC per diversi strati di schede? Considerando che tutti hanno domande su problemi simili, xiaobian ha risolto questo articolo su come fare un buon lavoro nella progettazione EMC di PCB oggi, sperando di aiutarti.

Primo, layout del dispositivo

Nella progettazione PCB, dal punto di vista EMC, ci sono tre fattori principali da considerare: il numero di pin di ingresso/uscita, la densità del dispositivo e il consumo energetico.

Una regola pratica è che il chip copre il 20% del substrato e consuma non più di 2W di potenza per pollice quadrato.

In termini di layout del dispositivo, i dispositivi collegati tra loro dovrebbero essere il più vicino possibile in linea di principio, il circuito digitale, il circuito analogico e il circuito di alimentazione dovrebbero essere posizionati separatamente e il circuito ad alta frequenza e il circuito a bassa frequenza dovrebbero essere separati.

I dispositivi che sono inclini al rumore, piccoli circuiti di corrente e grandi circuiti di corrente dovrebbero essere lontani dai circuiti logici. M

Le fonti di interferenza ajor e di radiazione quali i circuiti di clock e i circuiti ad alta frequenza dovrebbero essere disposti separatamente, lontano dai circuiti sensibili, e i chip di ingresso e uscita dovrebbero essere situati vicino all'uscita I/O del pacchetto di circuiti ibridi.

I componenti ad alta frequenza dovrebbero accorciare il più possibile la connessione per ridurre i parametri distribuiti e le interferenze elettromagnetiche tra loro. I componenti vulnerabili alle interferenze non dovrebbero essere troppo vicini l'uno all'altro e l'ingresso e l'uscita dovrebbero essere il più lontano possibile. Gli oscillatori sono il più vicino possibile al chip dell'orologio e lontano dall'interfaccia del segnale e dal chip del segnale di basso livello.

I componenti devono essere paralleli o perpendicolari a un lato del substrato, in modo che i componenti siano disposti il più possibile in parallelo, il che non solo ridurrà i parametri distribuiti tra i componenti, ma anche conformi al processo di produzione del circuito ibrido, rendendolo facile da produrre.

I cuscinetti di alimentazione e di messa a terra sul substrato del circuito ibrido devono essere disposti simmetricamente, distribuendo uniformemente molte connessioni I/O di potenza e di massa. La regione di montaggio del chip nudo è collegata ad un piano potenziale negativo.

Quando si seleziona un circuito ibrido multistrato, la disposizione strato a strato del circuito cambia con il circuito specifico, ma generalmente ha le seguenti caratteristiche:

(1) Lo strato interno dell'alimentazione elettrica e della distribuzione a terra può essere considerato come uno strato di schermatura, che può ben sopprimere l'interferenza RF intrinseca in modalità comune sul circuito stampato e ridurre l'impedenza di distribuzione dell'alimentazione ad alta frequenza.

(2) Il piano di alimentazione elettrica e il piano di terra nel bordo dovrebbero essere il più vicino possibile l'uno all'altro e il piano di terra è generalmente sopra il piano di alimentazione elettrica. In questo modo, il condensatore intercalare può essere utilizzato come condensatore liscio dell'alimentazione elettrica e il piano di messa a terra può schermare la corrente di radiazione distribuita sul piano dell'alimentazione elettrica.

(3) Lo strato di cablaggio dovrebbe essere disposto adiacente all'alimentazione elettrica o al piano di terra per quanto possibile per produrre la cancellazione del flusso.

Due, cablaggio PCB

Nella progettazione del circuito, spesso prestare attenzione solo a migliorare la densità del cablaggio, o alla ricerca di layout uniforme, ignorando l'impatto del layout della linea sulla prevenzione delle interferenze, in modo che un gran numero di segnali si irradiano nello spazio per formare interferenze, può portare a problemi di compatibilità elettromagnetica più.

Pertanto, un buon cablaggio è la chiave per il successo del design.

1, disposizione del terreno

Il cavo di massa non è solo il punto di riferimento potenziale del circuito, ma anche il circuito a bassa impedenza del segnale.

L'interferenza comune sul terreno è l'interferenza causata dalla corrente del loop di terra. Per risolvere questo tipo di problema di interferenza equivale a risolvere la maggior parte dei problemi di compatibilità elettromagnetica.

Il rumore sul filo di terra colpisce principalmente il livello del suolo del circuito digitale e il circuito digitale è più sensibile al rumore sul filo di terra quando l'uscita è bassa.

L'interferenza sul filo di terra può non solo causare malfunzionamento del circuito, ma anche portare a conduzione e emissione di radiazioni. Pertanto, la chiave per ridurre queste interferenze sta nel ridurre al minimo l'impedenza del filo di terra il più possibile (per i circuiti digitali, ridurre l'induttanza del filo di terra è particolarmente importante).

Si noti i seguenti punti nella disposizione dei cavi di terra:

(1) Secondo la tensione differente dell'alimentazione elettrica, il circuito digitale e il circuito analogico rispettivamente hanno impostato il cavo di terra.

(2) il filo di terra pubblico più spesso possibile. Nel processo a pellicola spessa multistrato, può essere impostata una superficie di terra speciale, che aiuta a ridurre l'area del ciclo e ridurre l'efficienza dell'antenna ricevente. E può essere usato come corpo schermante della linea di segnale.

(3) Il filo di terra del pettine dovrebbe essere evitato. Questa struttura rende il ciclo di backflow del segnale molto grande, il che aumenterà la radiazione e la sensibilità e l'impedenza comune tra i chip può anche causare il malfunzionamento del circuito.

(4) quando una pluralità di chip sono installati sulla scheda, ci sarà una differenza di potenziale più grande sul filo di terra. Il cavo di massa dovrebbe essere progettato in un circuito chiuso per migliorare la tolleranza al rumore del circuito.

(5) un circuito stampato con funzioni sia analogiche che digitali, terra analogica e terra digitale sono solitamente separati e collegati solo all'alimentazione elettrica.

2. Layout del circuito di alimentazione

In generale, fatta eccezione per le interferenze causate direttamente dalla radiazione elettromagnetica, le interferenze elettromagnetiche causate dalla linea elettrica sono comuni. Pertanto, anche il layout del cavo di alimentazione è importante e le seguenti regole dovrebbero essere generalmente seguite.

(Elaborazione di energia)

(1) La linea elettrica è il più vicino possibile al cavo di terra per ridurre l'area del ciclo di alimentazione e la radiazione differenziale è piccola, che aiuta a ridurre l'interferenza del circuito. Non sovrapporre i cicli di alimentazione di diversi alimentatori.

(2) Quando si utilizza il processo a più strati, l'alimentazione analogica e l'alimentazione digitale sono separati per evitare interferenze reciproche. Non posizionare alimentatori digitali e analogici uno sopra l'altro, altrimenti si verificherà capacità di accoppiamento e la separazione verrà distrutta.

(3) L'isolamento dielettrico completo può essere utilizzato tra il piano dell'alimentazione elettrica e il piano di terra. Quando il freq

La velocità e la velocità sono molto alte, devono essere selezionati liquami medi con bassa costante dielettrica. Il piano di potenza dovrebbe essere vicino e sotto il piano di messa a terra per proteggere la corrente di radiazione distribuita sul piano di potenza.

(4) Il disaccoppiamento dovrebbe essere effettuato tra il perno di alimentazione e il perno di massa del chip. Il condensatore del chip di 0.01uF dovrebbe essere utilizzato per disaccoppiare il condensatore, che dovrebbe essere installato vicino al chip, in modo che l'area del circuito del condensatore di disaccoppiamento possa essere ridotta il più possibile.

(5) Quando si seleziona il chip patch, provare a scegliere il chip il cui pin di alimentazione e il pin di terra sono vicini l'uno all'altro, che può ulteriormente ridurre l'area del ciclo di alimentazione del condensatore di disaccoppiamento ed è favorevole alla compatibilità elettromagnetica.