Problemi EMC nella progettazione PCB

Oct 15, 2021

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Con l'aumento della velocità di routing del PCB, la progettazione della compatibilità elettromagnetica è un problema che i nostri ingegneri elettronici devono considerare. Di fronte a un progetto, quando si esegue un'analisi EMC di un prodotto e di un progetto, è necessario considerare i seguenti cinque attributi importanti:

(1) Dimensione del dispositivo chiave: la dimensione fisica del dispositivo emittente che genera radiazioni. La corrente a radiofrequenza (RF) genererà un campo elettromagnetico, che fuoriuscirà attraverso la custodia e lascerà la custodia. La lunghezza della traccia sul PCB come percorso di trasmissione ha un impatto diretto sulla corrente RF.

(2) Adattamento di impedenza: l'impedenza della sorgente e del ricevitore e l'impedenza di trasmissione tra i due.

(3) Le caratteristiche temporali del segnale di interferenza: il problema è un evento continuo (segnale periodico) o esiste solo in un ciclo operativo specifico (ad esempio, un'operazione di un singolo tasto o un'interferenza all'accensione, funzionamento periodico dell'unità disco o rete trasmissione a raffica).

(4) La forza del segnale di interferenza: quanto è forte il livello di energia della sorgente e quanto potenziale ha di produrre interferenze dannose.

(5) Caratteristiche di frequenza del segnale di interferenza: utilizzare un analizzatore di spettro per osservare la forma d'onda e, laddove il problema osservato si trova nello spettro, è facile trovare il problema.


Inoltre, alcune abitudini di progettazione di circuiti a bassa frequenza richiedono attenzione. Ad esempio, la mia solita messa a terra a punto singolo è molto adatta per applicazioni a bassa frequenza, ma in seguito si è rivelata inadatta per occasioni di segnale RF perché ci sono più problemi EMI in occasioni di segnale RF. Si ritiene che alcuni ingegneri applichino la messa a terra a punto singolo a tutti i progetti di prodotto senza rendersi conto che l'uso di questo metodo di messa a terra può causare problemi di compatibilità elettromagnetica più o più complicati.


Dovremmo anche prestare attenzione alla direzione del flusso di corrente all'interno dei componenti del circuito. Con la conoscenza del circuito, sappiamo che la corrente scorre da un luogo in cui la tensione è alta a un luogo in cui la tensione è bassa, e la corrente scorre sempre in un circuito ad anello chiuso attraverso uno o più percorsi, quindi un circuito minimo e molto legge importante. Per quelle direzioni in cui viene misurata la corrente di disturbo, le tracce del PCB vengono modificate in modo che non influiscano sul carico o sui circuiti sensibili. Quelle applicazioni che richiedono un percorso ad alta impedenza dall'alimentatore al carico devono considerare tutti i possibili percorsi attraverso i quali può fluire la corrente di ritorno.


C'è anche il problema del routing del PCB. L'impedenza di un filo o di una traccia include la resistenza R e la reattanza induttiva. Alle alte frequenze, l'impedenza non ha reattanza capacitiva. Quando la frequenza della traccia è superiore a 100kHz, il filo o la traccia diventa induttanza. I fili o le tracce che funzionano sopra l'audio possono diventare antenne a radiofrequenza. Nelle specifiche EMC, i fili o le tracce non possono funzionare al di sotto di /20 di una certa frequenza (la lunghezza di progetto dell'antenna è uguale a λ/4 o λ/2 di una certa frequenza). Quando il design non è attento, il cablaggio diventa un'antenna ad alte prestazioni, il che rende più difficile il successivo debug.


Infine, parliamo del layout del PCB. Innanzitutto, considera le dimensioni del PCB. Quando la dimensione del PCB è troppo grande, la capacità anti-interferenza del sistema' diminuirà e il costo aumenterà con l'aumento delle tracce e le dimensioni troppo piccole causeranno facilmente dissipazione del calore e interferenza reciproca i problemi. In secondo luogo, determinare la posizione dei componenti speciali (come i componenti dell'orologio) (è meglio che le tracce dell'orologio non siano messe a terra e non passino sopra e sotto le linee di segnale chiave per evitare interferenze). In terzo luogo, disporre il PCB nel suo insieme in base alla funzione del circuito. Nella disposizione dei componenti, i relativi componenti dovrebbero essere il più vicino possibile, in modo da ottenere un migliore effetto anti-interferenza.


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