PCB Tecnico - Come spostare il segnale PCB per EMI

Dopo aver aiutato i clienti a rendere i loro prodotti conformi agli standard EMI, è stato scoperto un potenziale problema: la scarsa progettazione della scheda PC. Sulla base dell'esperienza, i progettisti di prodotti IoT hanno riscontrato problemi causati da scarsa progettazione della scheda PC. Quando l'energia a bordo distrugge i circuiti sensibili del ricevitore, una progettazione inadeguata può causare ritardi infiniti, che possono portare a guasti di conformità cellulare. Anche i ricevitori GPS e Wi-Fi perderanno sensibilità.

Come il segnale viaggia attraverso il PCB e come il campo elettromagnetico si muove influenzano quel movimento. La differenza tra stackup PCB buono e cattivo.

Ci sono molti fattori che contribuiscono alla scarsa progettazione dell'IME. Tra questi figurano:

Utilizzare circuiti analogici digitali e sensibili per mescolare i circuiti di rumore, come l'alimentazione elettrica e la conversione del motore.

Posizionare il driver dell'orologio troppo vicino al bordo del circuito stampato o vicino a circuiti sensibili.

Scarso percorso che causa conversazioni incrociate.

Eseguire tracce di orologio (o ad alta velocità) sugli spazi/slot del piano di ritorno.

La cosa piu' importante, lo strato sbagliato impilato.

Le tracce dell'orologio incrociato sul vuoto del piano di ritorno sono state risolte. Tuttavia, correggere l'ultimo elemento sulle sovrapposizioni dei livelli di solito corregge innumerevoli svantaggi, inclusi molti altri elementi nell'elenco.

Quando frequentavano corsi di circuiti universitari, la maggior parte di noi è stato erroneamente insegnato come DC e AC funzionano in circuiti grumi o distribuiti (linea di trasmissione). Nel nostro corso "Campi e onde", è improbabile che ci venga insegnato l'applicazione pratica della progettazione di circuiti stampati o la propagazione di segnali attraverso il circuito stampato. Infatti, questi due concetti, circuiti e campi, lavorano insieme (complementari) quando propagano un segnale digitale attraverso una linea microstrip o stripline.

Prima di poter capire come il segnale si propaga nella scheda PC, è necessario prima capire qualche fisica.

Tutti ci viene insegnato che la "corrente" è il rame fluente degli elettroni. Questo è vicino alla verità, tranne che tendiamo a pensare alle correnti positive-mancanza di elettroni, spesso chiamati "buchi". Tuttavia, gli elettroni e i "fori" (cariche positive) che lasciano indietro viaggiano molto lentamente.

Naturalmente, questa corrente è corretta per il circuito DC (ad eccezione del transiente di connessione iniziale della batteria). Ma per l'uscita "DC" (con transienti) dei circuiti AC (o radiofrequenza) o degli alimentatori switch-mode, dobbiamo capire che tutte le linee di connessione/cablaggio devono ora considerare le linee di trasmissione.

In primo luogo, consideriamo come il condensatore sembra permettere agli elettroni di fluire. Dopotutto, non è questo il principio di funzionamento del disaccoppiamento dei condensatori? Se applichiamo una batteria a un condensatore, qualsiasi carica positiva applicata alla piastra superiore respingerà la carica positiva sulla piastra inferiore, lasciando una carica negativa. Se applichiamo l'alimentazione CA ai condensatori, si potrebbe pensare che la corrente fluisca attraverso il dielettrico, il che è impossibile. James Clerk Maxwell la chiamò "corrente di spostamento", dove la carica positiva sostituisce solo la carica positiva sulla piastra opposta e lascia la carica negativa, e viceversa. Questa corrente di spostamento è definita come dE / dt (campo elettrico variabile nel tempo).