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Blog de PCB - Métodos de blindaje en el diseño de placas de PCB de alta velocidad

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Métodos de blindaje en el diseño de placas de PCB de alta velocidad

2022-11-10
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Author:iPCB

La velocidad de transmisión de los sistemas de diseño y cableado de PCB de alta velocidad también se ha acelerado con los cambios de los tiempos, pero esto también plantea nuevos desafíos: la capacidad anti - interferencia es cada vez más débil. Todo esto se debe a que cuanto mayor sea la frecuencia con la que se transmite la información, más sensible será la señal y más débil será la energía, por lo que el sistema de cableado es cada vez más vulnerable a la interferencia. En algunos dispositivos electrónicos comunes, como pantallas de computadora, teléfonos móviles, motores, equipos de radio, etc., los cables y equipos pueden interferir con otros componentes o sufrir interferencias graves de otras fuentes de interferencia.

Tablero de PCB

Especialmente cuando se utiliza una red de datos PCB de alta velocidad, el tiempo necesario para interceptar una gran cantidad de información es significativamente menor que la velocidad necesaria para interceptar la transmisión de datos de baja velocidad. Los cables de par trenzado en los cables de par trenzado de datos pueden resistir la interferencia externa y la interferencia entre pares a través de su propio trenzado a baja frecuencia, pero a alta frecuencia (especialmente cuando la frecuencia supera los 250 mhz), el propósito de resistir la interferencia no se puede lograr solo con el trenzado y la combinación, y solo el blindaje puede resistir la interferencia externa. El sistema de cableado de diseño de PC de alta velocidad no sólo acelera la velocidad de transmisión, sino que también trae un cierto grado de vulnerabilidad antiinterferencia. Esto se debe a que cuanto mayor sea la frecuencia con la que se transmite la información, mayor será la sensibilidad de las señales y más débil será su energía. en este momento, el sistema de cableado es más vulnerable a la interferencia. Los cables y equipos pueden interferir con otros componentes o sufrir interferencias graves de otras fuentes de interferencia, como pantallas de computadora, teléfonos móviles, motores, dispositivos de retransmisión de radio, transmisión de datos y líneas eléctricas. Además, están aumentando los posibles escuchas telefónicas, ciberdelincuentes y piratas informáticos, ya que interceptan la transmisión de información por cable UTP y causan enormes daños y pérdidas. El blindaje del cable funciona de manera similar al blindaje de faraday. La señal de interferencia entra en la capa de blindaje, pero no en el conductor. Por lo tanto, la transmisión de datos puede funcionar sin fallos. Debido a que la emisión de radiación del cable blindado es menor que la del cable no blindado, la transmisión de la red está bloqueada. Las redes blindadas (cables y componentes blindados) pueden reducir significativamente los niveles de radiación de la energía electromagnética que puede ser interceptada al entrar en el entorno circundante. Las opciones de blindaje de diferentes campos de interferencia incluyen principalmente interferencia electromagnética e interferencia de radiofrecuencia. La interferencia electromagnética (emi) es principalmente interferencia de baja frecuencia. Los motores, las lámparas fluorescentes y los cables de alimentación son fuentes comunes de interferencia electromagnética. La interferencia de radiofrecuencia (rfi) se refiere a la interferencia de radiofrecuencia, principalmente la interferencia de PCB de alta frecuencia. La radio, la televisión, el radar y otras comunicaciones inalámbricas son fuentes comunes de interferencia de radiofrecuencia. Para la resistencia a la interferencia electromagnética, el blindaje tejido es el más eficaz porque tiene una resistencia crítica más baja; Para la interferencia de radiofrecuencia, el blindaje de lámina es el más eficaz. Debido a que el blindaje tejido depende de los cambios en la longitud de onda, la brecha generada por el blindaje tejido permite que las señales de alta frecuencia entren y salgan libremente del conductor; Para el campo de interferencia mixta de alta y baja frecuencia, se debe utilizar un método de blindaje combinado de lámina y red tejida con función de cobertura de banda ancha. En términos generales, cuanto mayor sea la cobertura de blindaje de la red, mejor será el efecto de blindaje.


Integridad de la señal: idealmente, en el tablero de pcb, la señal debe transmitirse desde la fuente (tx) a una carga no dañada / no dopado (rx). Pero, de hecho, esto no sucederá. Cuando la señal llega a la carga, hay algunas pérdidas (desajuste de resistencia, conversación cruzada, atenuación, reflexión, problemas de conmutación). Integridad de la señal (si) es un término utilizado para medir la distorsión de estas señales en áreas de alta frecuencia. La integridad de la señal ayuda a predecir y comprender estos problemas clave proporcionando soluciones prácticas. El diseño de PCB de alta velocidad requiere visualizar el cableado como una línea de transmisión, no como un simple cable. La determinación de la frecuencia máxima de funcionamiento en el diseño ayuda a determinar el enrutamiento que debe considerarse como la línea de transmisión. Si las rutas superan aproximadamente 1 / 10 de la longitud de onda de frecuencia, pueden considerarse líneas de transmisión. Estas líneas de transmisión requieren análisis digitales y analógicos. Sustrato de pcb: el material del sustrato utilizado en la estructura de PCB puede causar problemas de integridad de la señal. Cada sustrato de PCB tiene un valor diferente de constante dieléctrica relativa (ïr). Determina la longitud que el enrutamiento de la señal debe considerarse como una línea de transmisión. Por supuesto, en este caso, los diseñadores deben prestar atención a las amenazas a la integridad de la señal. Con el valor R de la isla, el diseñador puede evaluar la velocidad del flujo de señal (vp) y el retraso en la propagación (tpd). Estos parámetros ayudan a determinar la longitud del cable que debe considerarse la línea de transmisión. La siguiente imagen describe cómo la pérdida de inserción aumenta a medida que aumenta la frecuencia de la señal. Medir la pérdida de inserción (por pulgada) de los materiales FR - 4 (resina epoxi de vidrio) y PCB de alta frecuencia Rogers ro4350b. Una mayor pérdida de inserción puede causar una mayor atenuación.