Новости PCB - семь референтов: как избежать электромагнитных проблем PCB?

Electromagnetic compatibility (EMC) and associated electromagnetic interference (все поколения) have always required the eyes of system design engineers, в частности, инженер по проектированию и компоновке PCB, as printed circuit board design and component packages shrink and Oems demand ever faster systems.

EMC тесно связана с производством, распространением и приемом электромагнитной энергии и не является предпочтительной при проектировании PCB. Поскольку электромагнитная энергия поступает из многих источников и смешивается с ними, особое внимание следует уделять обеспечению совместимости сигналов и ненавязчивости при работе с различными схемами, проводами, перфорацией и материалами PCB.

EMI, on the other hand, разрушительный эффект от электромагнитной энергии. в такой электромагнитной среде, PCB designers must ensure that electromagnetic energy generation is reduced to make interference.

Следующие 7 методов избежания электромагнитных проблем при проектировании PCB:

Пример 1: соединение PCB с землей

одним из важных способов снижения уровня EMI является проектирование PCB заземления. это делается для того, чтобы максимально увеличить площадь заземления в общей зоне панелей PCB, что позволит сократить эмиссии, помехи и шум. При подключении каждого компонента к земле или к пласту необходимо проявлять осторожность, иначе невозможно в полной мере использовать надежную нейтрализацию коллектора.

A particularly complex PCB design has several stable voltages. идеальный, each reference voltage has its own grounding layer. Однако, if there are too many ground layers, это повысит производственные издержки PCB и сделает цены завышенными. The compromise is to use grounding layers at three to five different locations, каждый может содержать несколько заземленных частей. This not only controls the manufacturing cost of the circuit board, также понижает EMI и EMC.

для внедрения EMC важное значение имеет низкоомная система заземления. на многослойной PCB есть надежный слой воров, а не медный баланс или рассредоточенный слой воров, потому что он имеет низкое сопротивление, которое может служить источником обратного сигнала.

для того чтобы решить проблему многоуровневого PCB в EMC, существует прочный слой кражи, а не медный баланс или рассредоточенный слой кражи.

Также важно время, необходимое для возвращения сигнала на землю. время между сигналом и источником должно быть равным; В противном случае возникнет явление, похожее на антенну, и энергия излучения станет частью EMI. Аналогичным образом, текущий путь к источнику сигнала должен быть как можно короче. если путь к источнику и длина пути возврата не равны, появится отскок заземления, который также приведет к EMI.

если время поступления сигнала в источник не совпадает, то возникает явление, похожее на явление антенны, излучаемая энергия и приводящее к Эми.

Пример 2: разделение EMI

Because of the EMI differences, Хорошее правило проектирования EMC состоит в разделении аналоговых и цифровых схем. аналоговая схема в высокоамперах или большом токе должна быть отделена от высокоскоростных соединений или переключателей сигналов. если возможно, they should be protected by ground signals. О многослойном PCB, analog wiring should be on one grounding and switch wiring or hig

H - speed провода должны быть на другом заземлении. В результате, сигналы различного характера были отделены.

высокочастотный шум, связанный с окружающими проводами, иногда может быть устранен с помощью низкочастотного фильтра. фильтр может подавлять шум и возвращать стабильный ток. Важно отделить землю от аналоговых и цифровых сигналов. Потому что аналоговые и Цифровые схемы обладают уникальными свойствами, it is important to separate them. цифровой сигнал должен иметь цифровое заземление, аналоговый сигнал должен заканчиваться аналоговым заземлением.

при проектировании цифровых схем Опытные специалисты по планировке PCB и проектированию уделяют особое внимание высокоскоростным сигналам и часам. при высокой скорости сигнал и часы должны быть как можно короче и ближе к земле, что, как отмечалось выше, будет последовательно шум, шум и излучение в контролируемой зоне.

цифровой сигнал также должен быть удален от панели питания. если расстояние слишком близко, то может вызвать шум или индукцию, что ослабит сигнал.

Пример 3: последовательные помехи и проводки в центре внимания

электропроводка особенно важна для обеспечения нормального потока тока. если электрический ток поступает от генератора или другого аналогичного устройства, то особенно важно поддерживать ток отдельно от заземления или не соединять его с другой линией. два параллельных высокоскоростных сигнала создадут EMC и EMI, особенно в том, что касается помех. путь сопротивления должен быть коротким, обратный путь должен быть как можно короче. длина пути возврата должна быть такой же, как длина пути отправления.

Что касается Эми, то один из них назывался "взлом проводов", а другой - "потерпевшая проводка". из - за наличия электромагнитного поля индуктивное и конденсаторное соединение может повлиять на подключение "жертвы" и, таким образом, на "жертву подключения" как в прямом, так и в обратном направлении. Таким образом, гербовые волны образуются в стабильной среде, в которой длина отправляемых и принимаемых сигналов почти равна.

в сбалансированной и стабильной обстановке электропроводки ток индукции должен нейтрализоваться, с тем чтобы устранить помехи. Но мы живем в несовершенном мире, и этого не произошло. Таким образом, цель должна состоять в том, чтобы поддерживать все последовательные действия на одном уровне. Если ширина между параллельными линиями в два раза превышает ширину параллельных линий, то влияние последовательных помех может быть сведено к минимуму. например, если ширина линии составляет 5 ми, то расстояние между двумя параллельными линиями должно составлять 10 ми или более.

с появлением новых материалов и компонентов дизайнеры PCB должны также продолжать решать проблемы Эмк и интерференции.

Tip 4: Decoupling capacitors

развязывающие конденсаторы уменьшают отрицательное влияние помех. Они должны располагаться между электропитанием оборудования и заземляющим штырем, чтобы обеспечить низкое сопротивление переменного тока и уменьшить шум и помехи. для достижения низких сопротивлений в широком диапазоне частот следует использовать несколько развязывающих конденсаторов.

использование развязывающих конденсаторов вокруг шаровой решетки позволяет уменьшить последовательное возмущение. (Рисунок: NexLogic) одним из важных принципов установки развязочных конденсаторов является установка конденсаторов, по возможности ближе к оборудованию, с тем чтобы уменьшить влияние электрической индукции на проводки. конденсатор, насколько это возможно, находится рядом с электрическим приводом или кабелем питания оборудования, прокладка которого соединяется непосредственно с проходным отверстием или заземлением. Если кабель длинный, то для обеспечения сопротивлений заземления используется несколько проходных отверстий.

подсказка 5: избегайте угла 90 градусов

уменьшение электромагнитных помех, avoid 90° angles formed by wiring, перфорация, and other components, Потому что прямой угол излучает излучение. At this Angle the capacitance will increase and the characteristic impedance will change, вызывать отражение, а следовательно, и электромагнитные помехи. избежать угол 90 градусов, wiring should be routed at least two 45° angles to corners.

Осторожно использовать отверстие

почти во всех панелях PCB, перфорация должна использоваться для обеспечения электропроводного соединения между различными слоями. инженер по компоновке PCB должен быть особенно осторожен, так как в отверстии образуются индуктивность и емкость. In some cases, Они также отражаются, так как характеристическое сопротивление изменяется с дыркой в проводе.

Помните также, что перфорация увеличивает длину линии, которая требует согласования. если используется дифференциальная проводка, следует избегать, насколько это возможно, сквозного отверстия. если это невозможно, то в обоих маршрутах следует использовать отверстие для компенсации сигнала и задержки на пути возвращения.

подсказка 7: кабель и физическая защита

кабели, несущие Цифровые схемы и имитирующие ток, могут создавать паразитные конденсаторы и индукторы, что приводит к возникновению многих проблем, связанных с EMC. если используется двойная петля, уровень связи будет поддерживаться на низком уровне, что устраняет магнитное поле, которое возникает. для высокочастотных сигналов экранированный кабель должен быть заземлен до и после, чтобы устранить помехи EMI.

физическая защита - это металлическая упаковка, покрывающая всю или часть системы, предотвращающая попадание EMI в цепь PCB. Этот экран, как закрытый заземляющий электрический сосуд, уменьшает размер антенного контура и поглощает Эми.