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Compatibilità elettromagnetica nella tecnologia di sviluppo del circuito stampato PCB (PCB)Compatibilità elettromagnetica (EMC, compatibilità elettromagnetica) si riferisce alla capacità delle apparecchiature elettroniche di lavorare in modo coordinato ed efficace in vari ambienti elettromagnetici. Lo scopo della progettazione di compatibilità elettromagnetica è quello di consentire alle apparecchiature elettroniche di sopprimere tutti i tipi di interferenze esterne, in modo che le apparecchiature elettroniche possano funzionare normalmente in uno specifico ambiente elettromagnetico e, allo stesso tempo, di ridurre le interferenze elettromagnetiche dell'apparecchiatura elettronica stessa ad altre apparecchiature elettroniche. La compatibilità elettromagnetica nella progettazione PCB coinvolge molti fattori. Quanto segue spiegherà principalmente da tre parti, e la selezione specifica dovrebbe integrare vari fattori.
A Il layout complessivo del circuito stampato e del layout del dispositivo
1. Il successo di un prodotto dipende dalla qualità interna e dall'estetica generale. Solo quando entrambi sono perfetti il prodotto può essere considerato di successo; su una scheda PCB, i requisiti di layout dei componenti devono essere equilibrati e scarsi. Denso e ordinato, non pesante o pesante, con meno vias possibile; La forma migliore del circuito stampato è rettangolare. Il rapporto di aspetto è 3:2 o 4:3; La scheda a 4 strati ha un rumore inferiore di 20dB rispetto alla scheda bifacciale. La scheda a 6 strati ha 10 dB più basso rumore della scheda a 4 strati. Prova a utilizzare la scheda multistrato quando le condizioni economiche lo consentono.
2. Il circuito stampato è generalmente diviso in area del circuito analogico (per paura di interferenze), area del circuito digitale (per paura di interferenze e interferenze) e area dell'azionamento di alimentazione (fonte di interferenza), quindi la scheda dovrebbe essere divisa in tre aree ragionevolmente.
3. Generalmente, selezionare i dispositivi con basso consumo energetico e buona stabilità e utilizzare i dispositivi ad alta velocità il meno possibile.
4. Le linee sono squisite: le linee larghe non dovrebbero mai essere sottili se possibile; Le linee ad alta tensione e ad alta frequenza dovrebbero essere rotonde e scivolose, senza smussi taglienti e gli angoli non dovrebbero essere ad angolo retto. Il filo di terra dovrebbe essere il più ampio possibile ed è meglio utilizzare una grande area di rame, che può migliorare notevolmente il problema dei punti di messa a terra.
5. L'orologio esterno è una fonte di rumore ad alta frequenza. Oltre a causare interferenze al sistema applicativo, può anche causare interferenze al mondo esterno, rendendo il test di compatibilità elettromagnetica non conforme allo standard. Nei sistemi applicativi che richiedono un'elevata affidabilità del sistema, selezionare un microcontrollore a bassa frequenza è uno dei principi per ridurre il rumore del sistema. Prendendo ad esempio il microcontrollore 8051, il ciclo di istruzione più breve è 1? Quando s, l'orologio esterno è 12MHz. E l'orologio di sistema Motorola MCU della stessa velocità ha solo bisogno di 4MHz, che è più adatto per i sistemi di controllo industriali. Negli ultimi anni, alcuni produttori che producono microcontrollori compatibili 8051 hanno anche adottato alcune nuove tecnologie per ridurre la domanda di orologi esterni a 1/3 dell'originale senza sacrificare la velocità di calcolo. I microcontrollori Motorola hanno introdotto la nuova serie 68HC08 e i suoi microcomputer a chip singolo a 16 /32 bit utilizzano generalmente la tecnologia interna del loop a blocco di fase per ridurre la frequenza di clock esterna a 32KHz, mentre la velocità interna del bus è aumentata a 8MHz o anche superiore.
6. il cablaggio deve avere una direzione ragionevole: come ingresso / uscita, AC / DC, segnale forte / debole, alta frequenza / bassa frequenza, alta tensione / bassa tensione, ecc..., le loro direzioni dovrebbero essere lineari (o separati), e non devono essere reciprocamente. blend. Il suo scopo è prevenire interferenze reciproche. La direzione migliore è in linea retta, ma generalmente non è facile da raggiungere e la direzione più sfavorevole è un cerchio. Per DC, piccolo segnale, i requisiti di progettazione PCB a bassa tensione possono essere più bassi. Quindi "ragionevole" e' relativo. La direzione di instradamento tra gli strati superiori e inferiori è fondamentalmente verticale. L'intera tavola non vuole essere uniforme, quindi non stringerla insieme.
7. Come per altri circuiti logici in termini di layout del dispositivo, i dispositivi collegati tra loro dovrebbero essere posizionati il più vicino possibile in modo da ottenere un migliore effetto antirumore. Il generatore di clock, l'oscillatore di cristallo e l'ingresso dell'orologio della CPU sono tutti soggetti al rumore. Dovrebbero essere vicini l'uno all'altro, soprattutto non eseguire linee di segnale sotto l'oscillatore di cristallo. È molto importante che i dispositivi a rischio di rumore, i circuiti a bassa corrente e i circuiti ad alta corrente siano tenuti il più possibile lontani dai circuiti logici. Se possibile, dovrebbero essere realizzati circuiti stampati separati.
B Tecnologia del filo di terra Rete di sicurezza e compatibilità elettromagnetica SkE
1. circuiti analogici e circuiti digitali hanno molte somiglianze e differenze nella progettazione e metodi di cablaggio dei layout dei componenti. Nel circuito analogico, a causa dell'esistenza dell'amplificatore, la tensione di rumore molto piccola generata dal cablaggio causerà gravi distorsioni del segnale di uscita. Nel circuito digitale, la tolleranza al rumore TTL è 0.4V ~ 0.6V e la tolleranza al rumore CMOS è 0.3 di Vcc. 0,45 volte, quindi il circuito digitale ha una forte capacità anti-interferenza. La scelta ragionevole di una buona modalità bus di potenza e di terra è una garanzia importante per il funzionamento affidabile dello strumento. Molte fonti di interferenza sono generate attraverso l'alimentazione e il bus di terra, e il cavo di terra causa la maggiore interferenza di rumore.
2. Separare la terra digitale dalla terra analogica (o la terra in un punto), e allargare il filo di terra. La larghezza del filo di terra deve essere determinata in base alla corrente. In generale, più spesso, meglio è (il filo 100mil passa circa 1 a 2A corrente). Filo di terra>cavo di alimentazione>cavo di segnale è una scelta ragionevole della larghezza della linea.
3. La linea elettrica e la linea di terra dovrebbero essere il più vicino possibile e l'alimentazione elettrica e il terreno sull'intero cartone stampato dovrebbero essere distribuiti in una forma "bene" al fine di bilanciare la corrente della linea di distribuzione.
4. Per ridurre il crosstalk tra le linee, se necessario, aumentare la distanza tra le linee stampate e inserire alcune linee a zero volt come isolamento tra le linee. Soprattutto tra segnali di ingresso e di uscita, le tre tecnologie di disaccoppiamento, filtraggio e isolamento
1. disaccoppiamento, filtraggio e isolamento sono le tre misure comunemente utilizzate per l'anti-interferenza hardware.
2. Collegare un condensatore elettrolitico 10 ~ 100uf attraverso l'ingresso di potenza. Se possibile, è meglio connettersi a 100uF o più; in linea di principio, ogni chip del circuito integrato dovrebbe essere dotato di un condensatore ceramico 0.01pF, se lo spazio del circuito stampato non è sufficiente, 1 ~ 10pF può essere organizzato per ogni chip 4 ~ 8 Ma il condensatore; per i dispositivi con debole immunità al rumore e grandi cambiamenti di potenza quando spenti, come i dispositivi di memorizzazione RAM e ROM, il condensatore di disaccoppiamento dovrebbe essere collegato direttamente tra la linea di alimentazione e la linea di terra del chip;
3. Il filtraggio si riferisce alla classificazione dei vari segnali in base alle caratteristiche di frequenza e al controllo della loro direzione. Comunemente utilizzati sono vari filtri passa basso, filtri passa alto e filtri passa banda. Il filtro passa basso viene utilizzato sulla linea di alimentazione CA collegata per consentire l'alimentazione CA di 50 settimane di passare senza intoppi e portare altri rumori ad alta frequenza al suolo. L'indice di configurazione del filtro passa basso è la perdita di inserimento. Se la perdita di inserimento del filtro passa basso selezionato è troppo bassa, non sopprimerà il rumore e la perdita di inserimento troppo alta causerà "perdite" e influenzerà la sicurezza personale del sistema. I filtri passa-alto e passa-banda devono essere selezionati e utilizzati in base ai requisiti di elaborazione del segnale nel sistema.
4. L'isolamento tipico del segnale è isolamento fotoelettrico. L'uso di dispositivi di isolamento fotoelettrico per isolare l'ingresso e l'uscita del microcomputer a chip singolo, da un lato, impedisce che i segnali di interferenza entrino nel sistema a microcomputer a chip singolo e, dall'altro, il rumore del microcomputer a chip singolo non si diffonderà per conduzione. La schermatura viene utilizzata per isolare la radiazione spaziale e le parti ad alto rumore, come l'alimentazione elettrica di commutazione, sono coperte da una scatola metallica, che può ridurre l'interferenza delle fonti di rumore al sistema a singolo chip. Per i circuiti analogici che hanno particolarmente paura di interferenze, come i circuiti amplificatori di segnale deboli ad alta sensibilità, possono essere schermati. L'importante è che lo scudo metallico stesso debba essere collegato alla vera rete di sicurezza e compatibilità elettromagnetica SkE.
Quanto sopra è l'introduzione della compatibilità elettromagnetica nella tecnologia di sviluppo del circuito stampato (PCB). Ipcb è fornito anche ai produttori di PCB e alla tecnologia di produzione PCB.
