Soluzione al problema di compatibilità elettromagnetica della scheda PCB

Circuiti stampati sono una parte importante delle apparecchiature elettroniche. Con la divulgazione della tecnologia elettronica e lo sviluppo della tecnologia dei circuiti integrati, vari problemi di interferenza elettromagnetica sono emersi uno dopo l'altro, e le perdite economiche causate dalle interferenze elettromagnetiche sono aumentate. Pertanto, La compatibilità elettromagnetica sta diventando sempre più importante. Questo articolo mira ad analizzare le cause dell'interferenza elettromagnetica nella scheda PCB e discutere i suoi metodi di prevenzione.

Interferenza elettromagnetica nella scheda PCB
Ci sono due tipi principali di interferenza PCB. Uno proviene dall'interno della scheda PCB. Ciò è dovuto principalmente al crosstalk del segnale lungo il percorso di trasmissione dovuto all'alloggio parassitario tra circuiti adiacenti e all'alloggio di campo di componenti interni. Ad esempio, condensatori su schede PCB, in particolare quelli utilizzati in applicazioni ad alta frequenza. Possiamo pensare come un circuito LCR, perché quando un condensatore funziona effettivamente in un circuito, produce generalmente induttanza e impedenza equivalenti. Il condensatore ha una frequenza autoresonante. Alla frequenza autoresonante, il condensatore è capacitivo. Sopra la frequenza autoresonante, la capacità è induttiva, e l'impedenza aumenta man mano che la frequenza aumenta. Un altro tipo di interferenza elettrica fornita dall'esterno della scheda PCB, che si articola in due tipi di problemi: interferenza radioattiva ed elementi sensibili. Le radiazioni provano principalmente dalle fonti armoniche di orologi e altri segnali periodici. Ci sono anche alcune apparecchiature elettroniche o strumenti a causa di salti di tensione e potenza che generano secondi armonici
.

Evitare interferenze elettromagnetiche PCB, principalmente dai seguenti punti:
1. Diagramma schematico ragionevole di progettazione
Quando si progetta un circuito stampato, la prima cosa da fare è la progettazione del diagramma schematico. Il diagramma schematico di progettazione è generalmente gestito dal software Altium Designer. Tutti i componenti utilizzati possono essere filtrati nella libreria schematica. Se non c'è un componente che si desidera selezionare nella libreria schematica, puoi disegnarlo tu stesso. Dopo aver disegnato il diagramma schematico, è necessario il rilevamento automatico per verificare se ci sono errori evidenti nel processo di disegno. Dopo il completamento del disegno schematico, il circuito stampato può essere progettato. I risultati del routing automatico sono sempre insoddisfacenti, richiedendo layout e routing manuali. Quando si progettano circuiti stampati, la compatibilità elettromagnetica è diventata un importante requisito tecnico da considerare. La disposizione ragionevole dei componenti e dei circuiti nei circuiti stampati può ridurre efficacemente i problemi di interferenza elettromagnetica.

2. Scegliere un condensatore la cui induttanza e resistenza equivalenti sono relativamente piccole
Il crosstalk è l'alloggio di energia da un filo all'altro. Secondo il fenomeno dell'induzione elettromagnetica Faraday, quando un filo passa la corrente, attorno al filo verrà generato un campo magnetico. L'interazione dei campi magnetici di diversi fili produce crosstalk. L'induttanza reciproca è uno dei meccanismi che producono crosstalk, e la sua grandezza è proporzionale alla corrente nel filo.

3. Limitare il segnale periodico a un'area il più piccola possibile
La capacità reciproca è un altro meccanismo che produce crosstalk, che viene prodotto dall'accoppiamento di due elettrodi attraverso un campo elettrico. La soluzione è limitare il più possibile il segnale periodico ad una piccola area e bloccare il percorso di alloggio parassitario con il mondo esterno. Quando necessario, il filtro può essere utilizzato per filtrare; La sensibilità esterna è principalmente interferenza a radiofrequenza e scarica elettrostatica, ecc., Puoi usare shielding, buoni metodi di messa a terra e filtraggio.
4. metodi anti-interferenza durante la progettazione di circuiti stampati
(1) Selezione dei materiali della scheda PCB. I circuiti stampati sono suddivisi in monolato, schede a doppia faccia e multistrato. Il panno di vetro epossidico è comunemente usato come substrato. Questo materiale presenta i seguenti vantaggi: Buona espansione, che è utile per ridurre l'area loop, ridurre le interferenze in modo differente, basso assorbimento d'acqua, resistenza al calore, resistenza alla corrosione chimica, e resistenza agli urti. Bene.
(2) Il cablaggio della scheda PCB. Durante il cablaggio, seguire il principio del flusso. Il principio del flusso significa che le linee magnetiche di forza generate dalla linea di trasmissione e dal percorso di ritorno si annullano a vicenda per realizzare la cancellazione del flusso elettrico. Il singolo pannello non ha piano di terra, e il punto principale del suo cablaggio è quello di ridurre l'area loop del ciclo di alimentazione e del ciclo di segnale. Utilizzare messa a terra protetta per il cablaggio. Estrarre il cavo di massa vicino al cavo di alimentazione o al cavo di segnale e instradarlo insieme per ridurre l'area del ciclo. Il routing del segnale ad alta velocità dovrebbe essere dritto o ottuso, e non dovrebbero esserci angoli acuti o retti.
(3) Il layout della scheda PCB. In circostanze normali, Il software di progettazione della scheda PCB ha la funzione di layout automatico, ma questa funzione non soddisfa le esigenze del lavoro effettivo, Quindi il progettista deve avere familiarità con le regole del layout. Nel layout, la parte del circuito digitale e la parte del circuito analogico dovrebbero essere separati, lasciando una parte dello spazio nel mezzo. Il layout dovrebbe essere basato su partizioni di circuito ad alta velocità, velocità media, bassa velocità e io/O per ridurre l'interferenza dei circuiti ad alta velocità su altre parti.
Conclusione
Il design del circuito stampato è un processo complicato. Ci sono molti fattori che devono essere considerati durante la progettazione. Un po' di disattenzione avrà un grande impatto sulle prestazioni del circuito stampato. Nel processo di progettazione, se il problema della compatibilità elettrica non è completamente considerato, il circuito stampato progettato non può essere messo in uso normalmente. Pertanto, il cablaggio, il layout, la messa a terra, la schermatura e altri problemi dovrebbero essere pienamente presi in considerazione nella progettazione per evitare il crosstalk tra i segnali della scheda PCB.