전자 설계 - PCB 회로 설계 및 EMC 부품 선택

1. PCB 회로 설계 및 EMC 부품 옵션

새로운 설계 및 개발 프로젝트가 시작될 때 액티브 및 패시브 구성 요소와 완벽한 PCB 회로 설계 기술을 올바르게 선택하면 EMC 인증을 최소 비용으로 획득하고 차폐 및 필터링으로 인한 제품 추가 비용을 절감할 수 있습니다.부피와 무게.이러한 기술은 또한 디지털 신호의 무결성과 아날로그 신호의 노이즈 비율을 높이고 하드웨어와 소프트웨어의 재사용을 적어도 한 번 줄일 수 있습니다.이는 또한 신제품이 기능 기술 요구 사항을 충족하고 가능한 한 빨리 PCB 시장에 진입하는 데 도움이 될 것입니다.이러한 EMC 기술은 회사의 경쟁 우위의 일부로 간주되어야 하며 기업이 최대의 비즈니스 이익을 얻을 수 있도록 도와야 합니다.

1.1 디지털 장치 및 EMC 회로 설계

1.1.1 장치 선택

대부분의 디지털 IC 제조업체는 적어도 방사능이 낮은 일련의 부품을 생산할 수 있으며, ESD에 저항하는 I/O 칩을 몇 개 생산할 수 있다.일부 제조업체는 EMC 성능이 우수한 대규모 집적 회로를 제공합니다 (일부 EMC 마이크로프로세서는 일반 제품보다 우수합니다. 방사선은 40dB 미만).대부분의 디지털 회로는 방파 신호를 사용하여 동기화되며 그림 1과 같이 고조파 컴포넌트가 생성됩니다.클럭 주파수가 높을수록, 가장자리가 가파르고, 주파수와 고조파 발사 능력이 높다.그러므로 제품의 기술지표를 만족시키는 전제하에 될수록 저속시계를 선택해야 한다.HC를 사용할 수 있는 경우 AC를 사용하지 마십시오.CMOS4000 이 가능하면 HC 를 사용하지 마십시오.높은 집적도와 EMC 특성을 갖춘 집적 회로 선택 (예:

* 전원 공급 장치 및 접지 핀 클로징

* 다중 전원 공급 장치 및 접지 핀

* 낮은 출력 전압 변동

* 전환 속도 제어

* 전송선과 일치하는 I/O 회로

* 차등 신호 전송

* 낮은 지면 반사

*ESD 및 기타 간섭에 대한 내결함성

* 작은 입력 용량

* 실제 어플리케이션을 능가하지 않는 출력 수준의 구동력

* 전원 공급 장치의 저순식간 전류(간혹 관통 전류라고도 함)

이러한 매개변수의 최대값과 최소값은 제조업체에서 개별적으로 지정해야 합니다.PCB 제조업체마다 동일한 모델 번호와 인덱스를 사용하는 디바이스를 생산하면 EMC 특성이 크게 달라질 수 있습니다.이는 연속적으로 생산되는 제품의 안정적인 전자기 호환성 준수를 보장하는 데 매우 중요합니다.

1.1.2 IC 브래킷이 적합하지 않음

IC 콘센트는 EMC 에 매우 불리합니다.표면 장착 칩을 PCB에 직접 용접하는 것이 좋습니다.지시선이 더 짧고 크기가 더 작은 IC 칩이 더 좋습니다.BGA와 유사한 칩 패키징 IC가 현재 최선의 선택이다.콘센트에 설치된 프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리 (PROM) 의 송신과 감도 특성 (더 나쁜 것은 콘센트 자체에 배터리가 있음) 이 원래 좋은 설계를 악화시키는 경우가 많다.따라서 보드에 직접 용접된 표면을 사용하여 프로그래밍 가능한 스토리지를 설치해야 합니다.

프로세서에 ZIF 콘센트와 스프링 장착 히트싱크가 있는 마더보드(쉽게 업그레이드 가능)에는 추가 필터링과 차폐가 필요합니다.그럼에도 내부 지시선이 가장 짧은 표면을 선택하여 ZIF 콘센트를 설치하는 것이 좋습니다.

1.1.3 회로 기술

* 모서리 체크 대신 입력 및 키에 레벨 체크 사용

* 최대한 느리고 부드러운 최첨단 속도를 제공하는 디지털 신호를 사용합니다 (왜곡 한계를 초과하지 않음).

* PCB 템플릿에서는 신호 가장자리 속도나 대역폭을 제어할 수 있습니다 (예: 구동 포트에서 연철 산소 자기 구슬 또는 직렬 저항기 사용).

* 부하 용량을 줄여 출력에 가까운 집전극 회로 구동기를 쉽게 위로 당기고 저항 값을 최대로 높입니다.

* 프로세서 히트싱크는 열전도성 물질을 통해 칩과 분리되며 프로세서는 여러 무선 주파수 지점에 접지합니다.

* 전원 공급 장치의 고품질 무선 주파수 바이패스 (디커플링) 는 각 전원 공급 장치의 핀에 중요합니다.

* 전원 공급 장치 중단, 낙하, 서지 및 순간적인 간섭에 견딜 수 있는 고품질 전원 모니터링 회로 필요

* 질 좋은 문지기 필요

* 프로그래밍 가능한 장치를 도어 도그 또는 전원 모니터링 회로에 사용하지 마십시오.

* 전원 모니터링 회로 및 규제 당국은 제품의 주요 상태에 따라 대부분의 예기치 못한 상황에 적합한 회로 및 소프트웨어 기술도 필요합니다.

* 논리적 신호 가장자리의 상승/하강 시간이 PCB 흔적선의 신호 전송 시간보다 짧을 경우 전송선 기술을 사용해야 합니다.

A. 경험치: 신호가 밀리미터 궤도 길이당 한 번 왕복하는 시간은 36피초와 같다

B. 최상의 EMC 특성을 얻기 위해 비교

일부 디지털 IC는 높은 수준의 방사선을 생성하며 일치하는 작은 금속 상자는 일반적으로 차폐 효과를 위해 PCB 지선에 용접됩니다.PCB의 차폐 비용은 낮지만 열을 방출하고 환기를 잘 해야 하는 장비에는 적용되지 않는다.

시계 회로는 일반적으로 가장 중요한 발사원이며, 그 PCB 흔적선이 가장 중요한 점이다.어셈블리의 레이아웃은 클럭 선이 가장 짧아야 하며 클럭 선이 구멍을 통과하지 않고 PCB의 한쪽에 있어야 합니다.당시 시계가 많은 부하에 도달하기 위해 긴 경로를 거쳐야 할 때 부하 옆에 시계 버퍼를 설치하면 긴 궤도 (도선) 의 전류가 훨씬 작아진다.여기서 상대적으로 왜곡되는 것은 중요하지 않다.긴 궤적의 시계 모서리는 가능한 한 부드럽게 해야 하며, 심지어는 정현파까지 한 다음 부하 옆의 시계 버퍼로 성형해야 한다.

1.1.4 확장 클럭

이른바"확주파시계"는 복사측정치를 낮출수 있는 신기술이지만 진정으로 순간발사출력을 낮추지는 못했다.따라서 일부 신속 반응 장치에도 동일한 간섭을 일으킬 수 있습니다.이 기술은 클럭 주파수를 1~2% 변조하여 고조파 컴포넌트를 확장하여 CISPR16 또는 FCC 송신 테스트에서 피크를 더 낮춥니다.측정된 배출량 감소는 테스트 수신기의 대역폭과 적분 시간 상수에 따라 결정되기 때문에 다소 추측성이 있지만, 이 기술은 FCC에 의해 받아들여져 미국과 유럽에서 널리 사용되고 있다.

1.2 아날로그 장치 및 PCB 회로 설계

1.2.1 아날로그 장치 선택

EMC 의 관점에서 아날로그 장치를 선택하는 것은 디지털 장치를 선택하는 것만큼 간단하지 않습니다.또한 발사, 변환율, 전압 변동 및 출력 구동 능력이 가능한 한 작기를 원하지만 대부분의 소스 시뮬레이션 장치에서 소음 방지는 매우 중요합니다.이러한 요소를 고려할 때 EMC 오더 기능을 명확히 파악하기는 어렵습니다.

제조업체마다 동일한 모델과 지수의 연산 증폭기는 EMC 성능이 크게 다를 수 있으므로 후속 제품 성능 매개변수의 일관성을 보장하는 것이 중요합니다.민감한 아날로그 장비 제조업체는 EMC나 PCB 회로 설계에서 신호 잡음 처리 기술이나 PCB 레이아웃을 제공하는데, 이는 사용자가 구입할 때 이해득실을 따지는 데 도움이 되는 사용자의 요구에 관심을 가지고 있음을 나타냅니다.

1.2.2 "해조 문제 방지

대부분의 아날로그 장치의 내결함성 문제는 무선 주파수 변조로 인해 발생합니다.연산 증폭기의 각 핀은 사용되는 피드백 회로와 관계없이 무선 주파수 간섭에 매우 민감합니다.모든 반도체는 무선 주파수를 변조하는 작용을 하지만 아날로그 회로의 문제는 더욱 심각하다.저속 연산 증폭기라도 휴대전화 주파수 및 그 이상의 신호를 해독할 수 있다.