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Diseño electrónico - Métodos para mejorar la eficiencia del diseño de PCB

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Métodos para mejorar la eficiencia del diseño de PCB

2021-10-15
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Author:Downs

Fundamentalmente, la compatibilidad electromagnética se prueba y verifica en la Sala de pruebas de acuerdo con el modelo existente. Estas pruebas no solo son caras, sino que también consumen mucho tiempo. Hay muchas maneras de utilizar simulaciones de software tempranas durante el proceso de diseño para reducir los costos de prueba. Sin embargo, EMC es un tema complejo, y actualmente es difícil lograr una simulación tridimensional completa de placas de circuito complejas. Debido a estas dificultades, los expertos solo pueden centrarse en simulaciones de áreas clave de la placa de circuito, como sistemas de alimentación y puesta a tierra o redes clave individuales, para determinar las causas de la radiación electromagnética (emisión) y la radiación (sensibilidad). Los conocimientos obtenidos en estos análisis se aplicarán a los principios de diseño de los diseñadores de circuitos de pcb.

En el paquete de simulación recién desarrollado, los usuarios pueden ver el diseño completo del cableado en las herramientas de diseño de PCB más populares. La función de revisión de cableado inspecciona los diversos principios de diseño de todas las capas de tablero, redes o trazas. El software puede importar datos de cableado de los siguientes proveedores de herramientas de cableado: altium, cadence, mentor, orcad y zuken. El software es desarrollado conjuntamente por empresas profesionales de software de simulación y expertos de conocidos gigantes de la industria de ti.

Placa de circuito

El primero proporciona una interfaz con varias herramientas de cableado de pcb, mientras que el segundo se centra en sistemas expertos que han establecido y verificado reglas EMC / si durante décadas. A lo largo de los años, los expertos de la compañía han estudiado muchos problemas de diseño de EMC utilizando técnicas de medición flexibles y finalmente han desarrollado diversas reglas de diseño efectivas. Los diseños clave se revisan de acuerdo con estas reglas y los resultados se verifican a través de pruebas. Finalmente, se combinan diferentes funciones para formar una herramienta de software que puede identificar las principales fuentes de interferencia electromagnética común.

Este software universal no requiere expertos de emc. Permite a los diseñadores de placas de PCB comprobar si el diseño cumple con las reglas emc. En segundo lugar, el software proporciona a los diseñadores de cableado una descripción detallada de los problemas em y posibles soluciones. El navegador integrado puede mostrar en el diseño la ubicación exacta de las violaciones de emc. De hecho, el objetivo principal del desarrollo de este paquete de software es permitir a los usuarios sin conocimientos relevantes de EMC localizar con precisión los problemas de EMC antes y más fácilmente en el diseño, minimizando así los costos de medición y rediseño.

Inspección basada en reglas

El lanzamiento o acoplamiento es causado por la violación de ciertas reglas geométricas. Por ejemplo, teniendo en cuenta el camino de retorno de la corriente, cada señal tiene un camino de señal preestablecido, pero a menudo hay bucles en la capa de alimentación y la formación de tierra. La corriente del circuito siempre elige el camino con la menor resistencia; Al mismo tiempo, en condiciones de alta frecuencia, se selecciona el camino con la resistencia más baja. Este nuevo software puede determinar qué ruta de retorno no es continua. Por ejemplo, el camino puede interrumpirse debido a un plano separado. Si el circuito no puede seguir geométricamente el camino de la señal, la corriente del circuito utilizará un camino diferente. Dependiendo del tamaño de la zona alrededor de la corriente del anillo, la antena puede irradiar o recibir señales de interferencia, lo que puede causar fallas en el cumplimiento de EMC o posibles fallas de diseño. La herramienta de software identifica si este cobre discontinuo en la capa de alimentación está conectado por uno o más condensadores para alta frecuencia. Estos condensadores formarán rutas con baja resistencia a la corriente del circuito, evitando así circuitos indeseables.

Los condensadores están demasiado lejos de la señal para conectarse a los problemas EMC causados por la falla

Otra regla es buscar redes que cambien la capa de señal y el plano de referencia de la corriente del circuito. Si la trayectoria de la señal cambia solo de arriba a abajo del plano de referencia, la radiación generada es muy pequeña. En este caso, la corriente del circuito puede seguir fluyendo en el mismo plano. Si la capa de señal y el plano de referencia cambian al mismo tiempo, se debe garantizar la ruta de retorno. El uso de condensadores cerca del agujero debe evitar la generación de rutas y corrientes de circuito innecesarias. Las reglas de diseño del software deben identificar y permitir cambios en las capas de las áreas porosas bajo bga, ya que el retorno no pasa por los condensadores, sino por bga. Si se viola este principio, el software destacará los agujeros a través de los cuales se producen cambios de capa. Con mayor frecuencia de señal, es necesario reducir la longitud del cable exterior, comprobar la longitud máxima permitida del cable y señalar irregularidades.

Otra regla es comprobar la distancia máxima desde el capacitor de bloqueo de corriente continua hasta el pin de conexión del voltaje de la fuente de alimentación. Debido a que el radio efectivo del condensadores de bloqueo es muy pequeño, no se puede exceder la distancia permitida para conectarse al pin de desacoplamiento. De lo contrario, el capacitor no tiene ningún efecto y es insignificante. Las violaciones de esta regla se enumeran junto con la distancia a cada capacitor. La última regla importante es que la trayectoria no debe estar demasiado cerca del borde de la capa del plano de referencia. En este caso, la resistencia de la línea cambiará y puede hacer que la señal se refleje en la discontinuidad de la resistencia.

A través de este paquete, puede revisar reglas específicas, guiar al usuario a completar la lista de errores y luego mostrar las áreas clave del cableado. Cambiar la ubicación de los componentes en las primeras etapas de la fase de diseño puede crear una ruta de cableado que evite problemas de compatibilidad electromagnética, eliminando la necesidad de blindaje o filtros adicionales, ahorrando así un valioso espacio de placas de circuito y costos de los componentes.

Conclusiones

A medida que el diseño de la placa de circuito se vuelve cada vez más complejo y las especificaciones de compatibilidad electromagnética se vuelven cada vez más estrictas, es necesario buscar soluciones en las primeras etapas de la etapa de diseño. Los paquetes de simulación de software, especialmente cuando se utilizan con interfaces efectivas de herramientas de cableado ampliamente utilizadas, son de gran importancia en el proceso de desarrollo de productos.