PCB Tecnico - Soluzioni ai problemi di compatibilità elettromagnetica PCB

Interferenza elettromagnetica PCB

Ci sono due tipi principali di interferenza PCB. Uno viene dall'interno del PCB. Ciò è dovuto principalmente al crosstalk del segnale lungo il percorso di trasmissione dovuto all'accoppiamento parassitario tra circuiti adiacenti e all'accoppiamento di campo di componenti interni. Ad esempio, condensatori su PCB, in particolare quelli utilizzati nelle applicazioni ad alta frequenza. Possiamo pensarlo come un circuito LCR, perché quando un condensatore funziona effettivamente in un circuito, generalmente produce induttanza e impedenza equivalenti. Il condensatore ha una frequenza autoresonante. Alla frequenza autoresonante, il condensatore è capacitivo. Sopra la frequenza autoresonante, la capacità è induttiva e l'impedenza aumenta man mano che la frequenza aumenta.

Un altro tipo di interferenza elettromagnetica proviene dall'esterno del PCB, che è diviso in due tipi: interferenza di radiazione e elementi sensibili. Le radiazioni provengono principalmente dalle fonti armoniche di orologi e altri segnali periodici. Ci sono anche alcune apparecchiature elettroniche o strumenti a causa di salti di tensione e potenza che generano secondi armonici.

Evitare interferenze elettromagnetiche PCB, principalmente dai seguenti punti:

1. Diagramma schematico ragionevole di progettazione

Quando si progetta un circuito stampato, la prima cosa da fare è la progettazione del diagramma schematico. Il diagramma schematico di progettazione è generalmente gestito dal software Altium Designer e tutti i componenti utilizzati possono essere filtrati nella libreria schematica. Se non c'è alcun componente da selezionare nella libreria schematica, è possibile disegnarlo da soli. Dopo aver disegnato il diagramma schematico, è necessario eseguire il rilevamento automatico per verificare se ci sono errori evidenti nel processo di disegno.

Dopo che il disegno schematico è completato, il circuito stampato può essere progettato. I risultati del routing automatico sono sempre insoddisfacenti, richiedendo layout e routing manuali. Nella progettazione di circuiti stampati, la compatibilità elettromagnetica è diventata un requisito tecnico importante da considerare. Un layout ragionevole di componenti e circuiti nei circuiti stampati può ridurre efficacemente i problemi di interferenza elettromagnetica.

2. Scegliere un condensatore la cui induttanza e resistenza equivalenti sono relativamente piccole

Il crosstalk è l'accoppiamento di energia da un filo all'altro. Secondo il fenomeno dell'induzione elettromagnetica Faraday, quando un filo passa la corrente, un campo magnetico sarà generato intorno al filo. L'interazione dei campi magnetici di diversi fili produce crosstalk. L'induttanza reciproca è uno dei meccanismi che producono crosstalk, e la sua grandezza è proporzionale alla corrente nel filo.

3. Limitare il segnale periodico ad un'area il più piccola possibile

La capacità reciproca è un altro meccanismo che produce crosstalk, che viene prodotto dall'accoppiamento di due elettrodi attraverso un campo elettrico. La soluzione è limitare il più possibile il segnale periodico ad una piccola area e bloccare il percorso di accoppiamento parassitario con il mondo esterno. Quando necessario, il filtro può essere utilizzato per filtrare; La sensibilità esterna è principalmente interferenza a radiofrequenza e scarica elettrostatica, ecc., per risolvere questo problema È possibile utilizzare schermatura, buoni metodi di messa a terra e filtraggio.

4. metodi anti-interferenza durante la progettazione di circuiti stampati

1) Selezione dei materiali della scheda PCB. I circuiti stampati sono divisi in schede monofacciali, bifacciali e multistrato. Il panno di vetro epossidico è più comunemente usato come substrato. Questo materiale ha i seguenti vantaggi: Buona espansione, che è utile per ridurre l'area del ciclo, ridurre l'interferenza differenziale del modo, basso assorbimento dell'acqua, resistenza al calore, resistenza alla corrosione chimica e resistenza agli urti Buone prestazioni.

2) Cablaggio PCB. Durante il cablaggio, seguire il principio del flusso minimo. Il principio del flusso minimo significa che le linee magnetiche di forza generate dalla linea di trasmissione e il percorso di ritorno si annullano a vicenda per realizzare la cancellazione del flusso elettrico. Il singolo pannello non ha piano di terra e il punto principale del suo cablaggio è quello di ridurre l'area del ciclo del ciclo di alimentazione e del ciclo del segnale. Utilizzare la messa a terra protettiva per il cablaggio. Estrarre il cavo di massa vicino al cavo di alimentazione o al cavo di segnale e instradarlo insieme per ridurre l'area del ciclo. L'instradamento del segnale ad alta velocità dovrebbe essere dritto o ottuso e non ci dovrebbero essere angoli acuti o retti.

3) layout PCB. Generalmente, il software di progettazione PCB ha la funzione di layout automatico, ma questa funzione non soddisfa le esigenze del lavoro reale, quindi il progettista è tenuto a conoscere le regole di layout. Nel layout, la parte del circuito digitale e la parte del circuito analogico dovrebbero essere separati, lasciando una parte dello spazio nel mezzo. Il layout dovrebbe essere diviso secondo circuiti ad alta velocità, media velocità, bassa velocità e I/O per ridurre l'interferenza dei circuiti ad alta velocità su altre parti.

in conclusione

Il design del circuito stampato è un processo complicato. Ci sono molti fattori che devono essere considerati durante la progettazione. Un po 'di disattenzione avrà un grande impatto sulle prestazioni del circuito stampato. Nel processo di progettazione, se il problema della compatibilità elettromagnetica non è completamente considerato, il circuito stampato progettato non può essere messo in uso normalmente. Pertanto, nella progettazione PCB, il cablaggio, il layout, la messa a terra, la schermatura e altri problemi dovrebbero essere presi in considerazione e la conversazione incrociata tra i segnali dovrebbe essere presa in considerazione.