PCB Tecnico - Soluzioni ai problemi di interferenza elettromagnetica PCB

Qualcuno ha detto che esistono solo due tipi di ingegneri elettronici nel mondo: quelli che hanno sperimentato interferenze elettromagnetiche e quelli che non hanno sperimentato interferenze elettromagnetiche. Con l'aumento della velocità di routing PCB, la progettazione di compatibilità elettromagnetica è un problema che i nostri ingegneri elettronici devono considerare. Di fronte a un progetto, quando si esegue un'analisi EMC di un prodotto e di un progetto, devono essere considerati i seguenti cinque attributi importanti:

(1) Dimensione chiave del dispositivo: la dimensione fisica del dispositivo che emette radiazioni. La corrente di radiofrequenza (RF) genererà un campo elettromagnetico, che trapelerà attraverso il caso e lascerà il caso. La lunghezza della traccia sul PCB come percorso di trasmissione ha un impatto diretto sulla corrente RF.

(2) corrispondenza di impedenza: l'impedenza della sorgente e del ricevitore e l'impedenza di trasmissione tra i due.

(3) Le caratteristiche temporali del segnale di interferenza: il problema è un evento continuo (segnale periodico) o esiste solo in un ciclo operativo specifico (ad esempio, un'operazione a chiave singola o interferenza di accensione, funzionamento periodico dell'unità disco o trasmissione di burst di rete).

(4) La forza del segnale di interferenza: quanto è forte il livello di energia sorgente e quanto potenziale ha per produrre interferenze dannose.

(5) Caratteristiche di frequenza del segnale di interferenza: Utilizzare un analizzatore di spettro per osservare la forma d'onda e dove il problema osservato risiede nello spettro, è facile trovare il problema.

Inoltre, alcune abitudini di progettazione di circuiti a bassa frequenza richiedono attenzione. Ad esempio, la mia solita messa a terra a punto singolo è molto adatta per applicazioni a bassa frequenza, ma in seguito è stata trovata non adatta per occasioni di segnale RF perché ci sono più problemi EMI nelle occasioni di segnale RF. Credo che alcuni ingegneri applichino la messa a terra a punto singolo a tutti i progetti di prodotto senza rendersi conto che l'utilizzo di questo metodo di messa a terra può causare problemi di compatibilità elettromagnetica più o più complessi.

Dovremmo anche prestare attenzione alla direzione del flusso di corrente all'interno dei componenti del circuito. Con la conoscenza del circuito, sappiamo che la corrente scorre da un luogo in cui la tensione è alta a un luogo in cui la tensione è bassa, e la corrente scorre sempre in un circuito a circuito chiuso attraverso uno o più percorsi, quindi un ciclo minimo e una legge molto importante. Per quelle direzioni in cui viene misurata la corrente di interferenza, le tracce PCB vengono modificate in modo che non influiscano sul carico o sui circuiti sensibili. Le applicazioni che richiedono un percorso ad alta impedenza dall'alimentazione al carico devono considerare tutti i percorsi possibili attraverso i quali la corrente di ritorno può fluire.

C'è anche il problema del routing PCB. L'impedenza di un filo o traccia include resistenza R e reattività induttiva. Alle alte frequenze, l'impedenza non ha reattività capacitiva. Quando la frequenza di traccia è superiore a 100kHz, il filo o traccia diventa induttanza. I cavi o le tracce che funzionano sopra l'audio possono diventare antenne a radiofrequenza. Nella specifica EMC, fili o tracce non possono funzionare al di sotto di Î"/20 di una certa frequenza (la lunghezza progettuale dell'antenna è uguale a Î"/4 o Î"/2 di una certa frequenza). Quando il design non è attento, il cablaggio diventa un'antenna ad alte prestazioni, il che rende il debug successivo più difficile

Infine, parliamo del layout PCB. In primo luogo, considerare le dimensioni del PCB. Quando le dimensioni del PCB sono troppo grandi, la capacità anti-interferenza del sistema diminuirà e il costo aumenterà con l'aumento delle tracce e le dimensioni troppo piccole causeranno facilmente dissipazione del calore e problemi di interferenza reciproca. In secondo luogo, determinare la posizione di componenti speciali (come componenti dell'orologio) (le tracce dell'orologio sono meglio non essere messe a terra e non camminare sopra e sotto le linee del segnale chiave per evitare interferenze). In terzo luogo, layout il PCB nel suo complesso secondo le funzioni del circuito. Nel layout dei componenti, i componenti correlati dovrebbero essere il più vicini possibile, in modo da ottenere un migliore effetto anti-interferenza.