PCB 기술 - 전자기 호환성 설계의 고주파 사고

많은 고급 엔지니어들은 기초 설계와 잘못된 설계의 길을 자주 걷는다.이것이 바로 전자기 호환성 (EMC) 설계의 고주파 사고이다.

전자기 호환성(EMC) 문제는 대개 개별 문제(전압 저하, 순간 중단 등)를 제외하고 고주파 조건에서 발생한다. 고주파 사고는 장비와 회로의 특성을 말한다.고주파 상황에서는 전통적인 중저주파 상황과 다르다.만약 당신이 여전히 일반적인 통제 사고에 기초하여 판단하고 분석한다면, 당신은 디자인에 대한 오해에 빠질 것이다.예를 들어, 콘덴서는 중저주파 또는 직류의 경우 콘덴서의 특성만 표시하는 에너지 저장 소자입니다.고주파 상황에서 그것은 단지 하나의 콘덴서가 아니다.그것은 이상적인 콘덴서의 특성을 가지고 있으며 누출도 가지고 있다.전류(고주파 등가 회로에서 R로 표시됨), 지시선 감지 및 ESR(등가 직렬 저항)은 전압 펄스가 변동하는 경우 열을 발생시킵니다(아래 그림 참조).

그림 1: 전자기 호환성 (EMC) _ 콘덴서 고주파 등가 회로도

위의 그림에서 볼 수 있듯이 설계자는 전자기 호환성 (EMC) 설계에 많은 도움을 줄 수 있습니다.

전통적인 사고방식에 의하면 1/2Ífc는 콘덴서의 내성이다.주파수가 높을수록, 내성이 적을수록, 필터 효과가 좋다.주파수가 높을수록 잡음을 제거하기 쉽지만 그렇지 않다는 것이다.인덕션이 존재하는 경우 커패시터는 fc 1/2Í=2Í; f L의 방정식이 성립될 때만 전체 임피던스가 가장 시간, 필터 효과가 가장 좋으며 주파수가 높을 때와 낮을 때 필터 효과가 감소합니다.분석 결론은 왜 IC의 VCC 단자에 두 개의 콘덴서가 추가되었는지, 하나는 전해 콘덴서이고, 다른 하나는 세라믹 콘덴서이며, 콘덴서 값은 보통 100배 이상 차이가 난다.이것은 두 개의 서로 다른 콘덴서의 공명 주파수점이 일정한 거리를 발산했기 때문인데, 이는 필터가 약간 높은 주파수에 유리하고, 필터가 비교적 낮은 주파수에도 유리하다.

그림 2: 전자기 호환성(EMC) _ 컨덕터 고주파 등가 회로도

케이블 또는 PCB 배선의 고주파 동등성 (위 참조) 은 고주파와 저주파에 관계없이 배선 저항이 객관적으로 존재하지만 배선 감각의 경우 더 높은 주파수에서만 나타날 수 있습니다.또한 분산 콘덴서가 있습니다.그러나 전선 근처에 도체가 없을 때 이 분산 콘덴서는 무용지물이다.작용을 발휘하려면 두 개의 도체가 필요하다.

전기 감각과 저항의 특성은 상대적으로 이해하기 쉬워 설명하지 않을 것이다.그러나 자기 고리와 자기 구슬의 고주파 등가 특성을 언급해야합니다. 자기 고리는 고주파 맥동에 대한 흡수 작용이 센서의 성능과 유사하기 때문에 일반적으로 전기 감지 특성으로 간주되지만 사실은 잘못되었습니다.자기 고리는 일종의 저항 특성이지만, 이런 저항은 좀 특수하다.저항 값은 주파수 R(f)의 함수입니다.이 경우 고주파 파동이 있는 신호가 자기 구슬을 통과할 때 고주파 파동은 I2R이 열을 생성하고 전기-자기-열에너지의 전환 과정을 방해하여 일어난다.따라서 전선에 강한 파동이 있을 때 자기 고리를 만지면 따뜻함을 느낄 수 있다.

이상부터 EMC의 전문 고주파 사고방식에 대한 기초입니다.전자기 호환성 (EMC) 에 대한 지식을 습득한 후 많은 설계 질문에 답이 있습니다.예:

1.왜 IC의 VCC 단자에 두 개의 콘덴서, 한 개의 전해 콘덴서, 한 개의 세라믹 콘덴서가 설치되었습니까?콘덴서는 고주파 등효 특성을 가지고 있기 때문에, 인라인 감지와 콘덴서의 직렬로 인해 그 종합 저항은 주파수에 따라 변화한다.다음 그림과 같이 WL=(1/WC)의 주파수 점에서 임피던스가 가장 적은 점입니다.또한 두 콘덴서는 각각 다른 주파수점에 대응하는 최소 임피던스 지점을 가지고 있어 서로 다른 주파수 범위 내에서 IC의 전원 수요에 전류를 공급한다.

그림 3: 디커플링 콘덴서의 전자기 호환성 (EMC) _IC 임피던스 주파수 특성도

2.정전기 작업대의 접지선은 황록색 원형 접지선이 아닌 넓은 구리 밴드와 금속 실크스크린 파이톤 파이프를 사용합니다.원형 접지 케이블의 라우팅 감응이 너무 커서 고주파 정전기가 발생하는 데 불리하다.전하의 방출.

3. 케이블과 케이블 사이의 거리는 너무 가까워서는 안 된다. 그렇지 않으면 도선의 분포 용량으로 인해 신호 케이블 사이의 교란이 발생할 수 있다.물론 신호선과 지선의 결합은 긴밀한 것이 가장 좋다.이를 통해 신호선의 파동 간섭을 지선으로 쉽게 방출할 수 있다.

전자 엔지니어의 경우 전자 부품을 고주파 동등한 조합 회로로 간주하면 전자기 호환성 (EMC) 설계가 더욱 완벽해질 것입니다.