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전자 설계

전자 설계 - 인쇄 회로 기판 설계에서 EMI 문제를 신속하게 해결하는 방법

전자 설계

전자 설계 - 인쇄 회로 기판 설계에서 EMI 문제를 신속하게 해결하는 방법

인쇄 회로 기판 설계에서 EMI 문제를 신속하게 해결하는 방법

2021-10-16
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Author:ipcber

PCB 레이아웃, 케이블 연결 및 전원 평면의 처리는 전체 인쇄 회로 기판의 EMI 문제에 매우 중요한 영향을 미칩니다.이 문서에서는 판급 EMI 문제를 해결하기 위해 EMIStream을 사용하는 방법을 사례 분석을 통해 논의합니다.전자 시스템이 점점 더 복잡해짐에 따라 EMI 문제도 증가하고 있습니다.그들의 제품이 관련 국제 표준에 도달하기 위해 디자이너들은 사무실과 EMC 실험실을 오가며 디자인을 테스트하고 수정한 다음 다시 테스트해야 했다.이것은 인력과 물력을 낭비했을 뿐만 아니라 제품의 상장 시간도 지체시켜 기업에 헤아릴 수 없는 손실을 가져왔다.따라서 제품 설계 단계에서 EMI 문제를 적시에 발견하는 방법이 중요합니다.

회로 기판

전자기 간섭(EMI)은 전도 간섭과 방사선 간섭의 두 가지 유형으로 나뉜다.전도 간섭은 주로 전자 설비에서 발생하는 간섭 신호로 전도 매체나 공공 전력선을 통해 서로 간섭한다.방사선 간섭은 공간 결합을 통해 다른 회로망 또는 전자 장치로 전송되는 전자 장치에서 발생하는 간섭 신호를 말합니다.인쇄회로기판에는 차형 EMI와 공통형 EMI라는 두 가지 형태의 전자기 에너지가 존재한다.출력 전류가 부하로 유입되면 장치에 차형 EMI가 발생합니다.EMI를 해결하는 주요 방법은 회로 기판의 다양한 원인으로 인해 발생하는 방사선 에너지를 줄이는 것이며, EMI를 제어하는 열쇠는 전원 지평면 공명 및 회로 회로의 경로 임피던스를 낮추고 바이패스 및 디커플링 콘덴서를 올바르게 배치하는 것입니다.EMIStream 분석 프로세스 EMIStream은 PCB 설계 전반에 내장됩니다.설계 단계에서 EMI 문제를 해결하면 중복 설계 횟수를 줄일 수 있습니다.레이아웃의 EMI 체크 2.1 레이아웃이 완료되면 Allegro 데이터를 EMIStream 도구로 직접 가져옵니다.Mentor, Zuken, Altium 등의 EMIStream과 주요 PCB 설계 도구에도 데이터의 완전한 가져오기를 보장하기 위한 인터페이스가 있습니다. 2.2 스택 정보를 설정하고 PCB 보드의 스택 정보에 따라 EMI를 작성합니다. 2.3 회로의 설계 데이터에 따라 관련 NET 주파수, 스택 그룹, 차등 쌍의 설정을 정확하게 작성합니다.2.4 매개변수의 규칙을 설정합니다. 기본 매개변수를 사용하고 길이 검사와 복사값 검사 항목을 선택하여 보드를 검사합니다.검사 결과는 대화 상자로 표시됩니다.사용자는 오류 프롬프트를 클릭하여 문제가 있는 NET를 본 다음 다음 두 가지 방법으로 EMI 문제를 제거합니다. (1) 부품의 레이아웃 위치를 조정하여 NET의 총 길이를 줄입니다.(2) 네트워크 토폴로지 구조를 조정하여 공통 모드 복사 강도를 낮춘다.레이아웃 경로설정 과정 및 경로설정 완료 후 EMI 검사: 3.1 레이아웃 경로설정이 완료되면 전체 보드 네트워크 검사를 수행하고 NET Parameter를 통해 시계, 데이터, 주소선, 차등 검사해야 할 모든 핵심 신호를 선택합니다.EMI 검사의 기준으로 13개 규칙을 임의로 선택할 수 있습니다. 3.2 이 13개 규칙에는 2개의 전도 방사선 분석 규칙, 3개의 전류 회로 분석 규칙, 2개의 전원 및 지층 분석 규칙, 4개의 신호 무결성 분석 규칙, 2개의 컴포넌트 레이아웃 분석 규칙이 포함됩니다. 3.3 검사 결과는 대화 상자에 표시됩니다.seve에 따라 위에서 아래로 나열됨

네트워크 EMI 문제의 심각성.각 장애 네트워크를 열면 모든 EMI 오류 정보가 나열되고, 일부 오류 정보에는 네트워크의 복사 값과 차형 복사 공통 모드 복사 값이 나열되는 수정 프롬프트가 표시됩니다.이와 동시에 네트워크는 PCB에서 고위층배치를 진행하게 된다.모든 오류가 네트워크에 빨간색 원으로 표시되는 밝기를 표시합니다.검사 결과는 대화 상자에 표시되며 장애가 발생한 네트워크는 PCB 레이아웃에서 강조 표시되고 모든 오류는 네트워크에 빨간색 동그라미로 표시됩니다.예를 들어, 오류가 네트워크에 전체 전류 회로가 없음을 나타내는 경우 오류를 클릭하면 화면이 확대되고 잘못된 위치를 표시하는 빨간색 원이 표시됩니다.대화 상자가 열리고 오류의 원인이 표시되며 몇 가지 수정 제안이 표시됩니다.이러한 권장 사항에는 (1) 동박이 서로 다른 네트워크를 통과하지 못하도록 컨덕터의 경로를 수정하여 참조 평면이 불완전하고 임피던스가 맞지 않도록 하는 것이 포함됩니다.(2) 구리 포일의 형태를 수정하여 컨덕터가 완전한 참조 평면을 가지도록 합니다.두 번째 오차는 네트워크의 복사 dB 값으로 차분과 공통 모드 복사 값으로 나뉜다. 3.4 그리고 GND 동박 가장자리의 과공 결핍, 과공 간격이 너무 큰 것과 같이 발견된 동박 오차를 나타낸다.etc.3.5 시리얼 체크는 동일한 레이어에서 평행으로 실행되는 부품이나 인접 레이어를 통과하는 경로설정에 시리얼이 있는지 확인하는 데 도움이 됩니다.너무 긴 레코드 채널을 병렬로 수정하는 것이 좋습니다.전원 접지 평면 공명 분석은 네트워크 검사를 완료하고 적절한 수정을 거친 후 다음 단계로 전원 접지에 대한 공명 분석을 수행합니다.EMITream은 아날로그 보드의 모양과 전원 공급 장치와 접지 평면 사이에 형성된 커패시터를 통해 모델링되고 SPICE 회로 시뮬레이션을 사용하여 분석됩니다.큰 전압 파동은 빨간색으로, 작은 전압파는 파란색으로 표시한다.먼저, 3V3의 전원 평면을 분석하고, 마우스를 클릭하여 3V3 전원 평면을 선택하고, 3V3 전원 평면 부근의 GND 평면의 거리와 개전 상수 정보를 기입한다.Option 옵션에서 계산된 메쉬 크기를 3mm로 수정하고 스캔 주파수를 30MHz에서 2GHz, 스텝을 10MHz로 설정합니다.분석을 시작하려면 RUN 을 클릭합니다.전원/지평면 공명 문제에 대해서는 전압 파동이 상대적으로 큰 곳에 디커플링 콘덴서를 추가하여 공명을 줄일 수 있다.EMITream 시스템에는 RLC 모델의 일반 콘덴서가 장착되어 있습니다.특별한 RLC 콘덴서 모델이 필요한 경우 자유롭게 추가할 수 있습니다.우리는 일부 붉은 곳에서 C104에 콘덴서를 추가했다.콘덴서를 사용하여 저항기와 직렬하는 것이 더 효과적일 수 있다는 점에 유의해야 한다.동일한 설정을 사용하여 분석을 반복합니다.이 시점에서 분석 결과는 크게 개선되었습니다.방금 전의 적색 영역은 청록색으로 변하여 2G 이하의 공명치가 -5dB 이하로 내려가 시스템의 설계 요구에 부합한다.PCB 설계의 EMI 문제는 매우 복잡한 문제로 여러 가지 방법을 통해 종합적으로 처리해야 한다.분석을 통해 알 수 있듯이 (1) EMIStream 도구와 PCB 디자인 도구를 결합하여 사용하면 디자인 효율을 크게 높일 수 있다.(2) PCB 설계 단계에서 EMI 문제를 발견하고 해결할 수 있으며, 중복 수정 횟수를 줄이고 비용을 절감할 수 있다;(3) 일반적인 SI 분석 도구에 비해 IBIS 모델이나 하나의 네트워크를 분석하지 않고 모든 네트워크를 분석합니다.결과를 얻을 수 있습니다.(4) PCB 엔지니어를 즉시 돕고, 레이아웃 및 케이블 연결 정책을 개선하고, 인쇄 회로 기판에서 EMI 간섭의 발사를 줄일 수 있습니다.(5) 디자인 품질을 효과적으로 향상시키고 디자인 주기를 단축하며 출시 시간을 가속화한다.