Rancangan Elektronik - Projek sirkuit PCB dan pemilihan peranti EMC

1. Projek sirkuit PCB dan pemilihan peranti EMC

Pada permulaan projek rancangan dan pembangunan baru, pemilihan yang betul komponen aktif dan pasif dan teknologi rancangan sirkuit PCB sempurna akan membantu untuk mendapatkan sijil EMC pada biaya yang rendah, mengurangkan biaya tambahan produk disebabkan perisai dan penapisan. Volum dan berat. Teknologi ini juga boleh meningkatkan integriti isyarat digital dan nisbah isyarat-bunyi isyarat analog, dan boleh mengurangkan penggunaan semula perkakasan dan perisian sekurang-kurangnya sekali. Ini juga akan membantu produk baru memenuhi keperluan teknikal fungsi mereka dan memasuki pasar PCB secepat mungkin. Teknologi EMC ini patut dianggap sebagai sebahagian dari keuntungan kompetitif syarikat dan membantu syarikat mendapatkan keuntungan komersial maksimum.

1.1 Peranti digital dan rancangan sirkuit EMC

1.1.1 Pemilihan peranti

Kebanyakan penghasil IC digital boleh menghasilkan sekurang-kurangnya satu seri peranti tertentu dengan radiasi lebih rendah, dan mereka juga boleh menghasilkan beberapa cip I/O resisten ESD. Beberapa penghasil menyediakan VLSI dengan prestasi EMC yang baik (beberapa mikroprosesor EMC lebih baik daripada produk biasa. Radiasi lebih rendah dari 40dB); kebanyakan litar digital menggunakan isyarat gelombang kuasa dua untuk penyegerakan, yang akan menghasilkan komponen harmonik tertib tinggi, seperti yang dipaparkan dalam Gambar 1. Semakin tinggi kadar jam, semakin lembut pinggir, dan semakin tinggi frekuensi dan kemampuan emisi harmonik. Oleh itu, di bawah premis pertemuan indikator teknikal produk, cuba untuk memilih jam kelajuan rendah. Jangan guna AC bila HC boleh digunakan. Jangan guna HC bila CMOS4000 boleh. Pilih litar integrasi dengan integrasi tinggi dan ciri-ciri EMC, seperti:

* The power and ground pins are close

* Multiple power and ground pins

* Perubahan tekanan output rendah

* Kadar tukar boleh dikawal

* Sirkuit I/O yang sepadan dengan garis penghantaran

* Pemindahan isyarat berbeza

* Refleksi tanah rendah

* Keimunan terhadap ESD dan fenomena gangguan lain

* Kapansansi input kecil

* Kapasiti pemacu tahap output tidak melebihi keperluan aplikasi sebenar

* Semasa transient rendah bekalan kuasa (kadang-kadang dipanggil semasa penetrasi)

Nilai maksimum dan minimum bagi parameter ini patut dinyatakan oleh pembuat satu per satu. Peranti dengan model dan indeks yang sama yang dihasilkan oleh pembuat PCB yang berbeza mungkin mempunyai ciri-ciri EMC yang berbeza secara signifikan. Ini sangat penting untuk memastikan bahawa produk yang dihasilkan secara berturut-turut mempunyai persamaan elektromagnetik stabil.

Pemegang IC 1.1.2 tidak sesuai

Soket IC sangat tidak suka kepada EMC. Ia dicadangkan untuk solder cip lekap permukaan secara langsung pada PCB. Cip IC dengan petunjuk yang lebih pendek dan volum yang lebih kecil lebih baik. ICs pakej cip BGA dan yang serupa adalah pilihan terbaik. Ciri-ciri emisi dan sensitiviti memori baca-sahaja boleh diprogram (PROM) diletak pada soket (dan lebih teruk lagi, soket sendiri mempunyai bateri) sering merusak rancangan yang baik. Oleh itu, memori yang boleh diprogramkan untuk lekap permukaan yang ditetapkan secara langsung ke papan sirkuit patut digunakan.

Name Walaupun begitu, ia berguna untuk memilih soket ZIF mount permukaan dengan petunjuk dalaman yang paling pendek.

1.1.3 Teknologi Sirkuit

* Guna pengesan aras untuk input dan kekunci (bukan pengesan pinggir)

* Guna isyarat digital dengan kadar pinggir depan paling lambat dan lembut yang mungkin (tidak melebihi had distorsi)

* Pada templat PCB, ia membolehkan kelajuan pinggir isyarat atau lebar jalur dikawal (contohnya, menggunakan bulu ferrit lembut atau resisten siri pada hujung pemacu)

* Kurangkan kapasitasi muatan, supaya pemacu kolektor terbuka dekat hujung output mudah ditarik, dan nilai perlahan sebanyak yang mungkin

* The processor heat sink is isolated from the chip by a thermal conductive material, and the processor is grounded at multiple points of radio frequency.

* Bypass RF berkualiti tinggi (pemisahan) bekalan kuasa adalah penting pada setiap pin bekalan kuasa.

* Sirkuit pengawasan kuasa tinggi perlu menolak gangguan kuasa, jatuh, tumpuan dan gangguan sementara

♪ Need a high-quality watchdog

* Jangan pernah guna peranti boleh diprogram pada anjing pengawasan atau sirkuit pengawasan kuasa

* Sirkuit pengawasan kuasa dan anjing pengawasan juga memerlukan sirkuit dan teknologi perisian yang sesuai untuk membuat mereka menyesuaikan kepada situasi yang paling tidak dijangka, bergantung pada keadaan kritik produk

* Bila masa naik/jatuh pinggir isyarat logik lebih pendek daripada masa penghantaran isyarat dalam jejak PCB, teknologi garis penghantaran patut digunakan:

A. Pengalaman: Masa bagi isyarat untuk menghantar satu perjalanan bulat per milimeter panjang laluan adalah sama dengan 36 pikosesaat

B. Untuk mendapatkan ciri-ciri EMC terbaik, gunakan teknologi garis transmisi untuk trajektori yang jauh lebih pendek daripada pengalaman yang disarankan dalam

Beberapa ICs digital menghasilkan radiasi tinggi, dan kotak logam kecil yang sepadan mereka sering ditempatkan ke wayar tanah PCB untuk mencapai kesan perisai. Biaya perisai pada PCB rendah, tetapi ia tidak sesuai untuk peranti yang memerlukan penyebaran panas dan ventilasi yang baik.

Sirkuit jam biasanya sumber emisi yang paling penting, dan jejak PCB adalah titik yang paling kritik. Bentangan komponen mesti dibuat supaya jejak jam adalah yang paling pendek, sementara memastikan garis jam berada di satu sisi PCB tetapi tidak melewati vias. Apabila jam mesti lulus laluan panjang untuk mencapai banyak muatan, penimbal jam boleh dipasang di sebelah muatan, sehingga semasa dalam trek panjang (wayar) jauh lebih kecil. Di sini, kerosakan relatif tidak penting. Tepi jam dalam trajektori panjang sepatutnya secepat mungkin, atau bahkan gelombang sinus, dan kemudian bentuk oleh penimbal jam di sebelah muatan.

1.1.4 Jam Spektrum Penyebar

Yang disebut "jam spektrum menyebar" adalah teknologi baru yang boleh mengurangi nilai diukur radiasi, tetapi ia tidak benar-benar mengurangi kuasa penghantaran segera. Oleh itu, ia masih boleh menyebabkan gangguan yang sama pada beberapa peranti bertindak cepat. Teknologi ini mengubahsuai frekuensi jam dengan 1% hingga 2%, dengan itu menyebar komponen harmonik, sehingga nilai puncak dalam ujian emisi CISPR16 atau FCC lebih rendah. Pengurangan emisi diukur bergantung pada lebar band dan konstan masa integrasi penerima ujian, jadi ini agak spekulatif, tetapi teknologi ini telah diterima oleh FCC dan digunakan secara luas di Amerika Syarikat dan Eropah.

1.2 Peranti analog dan desain sirkuit PCB

1.2.1 Pilih peranti analog

Memilih peranti analog dari perspektif EMC bukanlah sederhana seperti memilih peranti digital. Walaupun ia juga diharapkan bahawa emisi, kadar konversi, perubahan tekanan, dan kemampuan pemacu output seharusnya sebanyak mungkin, untuk kebanyakan peranti analog aktif, imunitas bunyi adalah sangat penting. Faktor, ia agak sukar untuk menentukan ciri perintah EMC yang jelas.

Penampilkan operasi model dan indeks yang sama dari pembuat berbeza boleh mempunyai prestasi EMC yang berbeza secara signifikan, jadi ia sangat penting untuk memastikan konsistensi parameter prestasi produk berikutnya. Pembuat peranti analog sensitif menyediakan teknik pemprosesan isyarat-ke-bunyi atau bentangan PCB pada desain sirkuit EMC atau PCB, yang menunjukkan bahawa mereka peduli tentang keperluan pengguna, yang membantu pengguna menimbang pros dan cons semasa membeli.

1.2.2 "Menghalang masalah demodulasi

Masalah kekebalan kebanyakan peralatan analog disebabkan oleh demodulasi frekuensi radio. Setiap pin dari op amp sangat sensitif kepada gangguan frekuensi radio, yang tiada kaitan dengan sirkuit balas yang digunakan. Semua semikonduktor mempunyai kesan demodulasi pada frekuensi radio, tetapi masalah dalam sirkuit analog lebih serius. Walaupun amps operasi kelajuan rendah boleh menghancurkan isyarat pada frekuensi telefon bimbit dan di atas.