L'importanza della scheda PCB nella progettazione EMC

Oltre alla selezione e alla progettazione dei circuiti dei componenti, anche un buon design del circuito stampato (PCB) è un fattore molto importante per la compatibilità elettromagnetica. La chiave per la progettazione di PCB in EMC è ridurre il più possibile l'area di ritorno e lasciare che il percorso di ritorno scorra nella direzione del progetto. La corrente di ritorno più comune proviene dalle fessure del piano di riferimento, dalla trasformazione dello strato del piano di riferimento e dal segnale che scorre attraverso il connettore. L'urto dei condensatori o il disaccoppiamento dei contenitori elettrici possono risolvere alcuni problemi, ma è necessario considerare l'impedenza complessiva di condensatori, forati, piazzole e cablaggi.

LISUN SG61000-5 Completamente automatico generatore di sovratensioni (chiamato anche test di immunità alle sovratensioni da fulmini, generatore di onde combinate, generatore di sovratensioni / generatore di picchi di tensione, generatore di picchi combinato di tensione e corrente). LISUN generatore di picchi e altro EMC progettazione dello strumento di prova con scheda PCB. In caso di problemi, è sufficiente sostituire la scheda PCB.

Strategia a strati PCB
Lo spessore dello spessore, il processo perforato e il numero di strati del circuito nella progettazione del circuito non sono la chiave per risolvere il problema. L'eccellente stack a strati è il bypass e il disaccoppiamento del flusso di alimentazione. La chiave per bloccare il campo elettromagnetico del segnale e dell'alimentazione. Dal punto di vista della linea di segnale, una buona strategia a strati dovrebbe essere quella di mettere tutto il cablaggio del segnale su uno o più strati, questi strati sono accanto allo strato di potenza o allo strato di terra. Per l'alimentazione, una buona strategia a strati dovrebbe essere adiacente allo strato di potenza e allo strato di terra e la distanza tra lo strato di potenza e lo strato di terra deve essere la più piccola possibile. Questo è ciò che diciamo strategia "a strati". Di seguito parleremo di eccellenti strategie di stratificazione dei PCB.

1. Il piano di proiezione dello strato di cablaggio deve trovarsi nell'area del piano di ritorno. Se lo strato di cablaggio non si trova nell'area di proiezione del suo strato del piano di ritorno, ci saranno linee di segnale al di fuori dell'area di proiezione durante il cablaggio, il che causerà il problema della "radiazione del bordo" e causerà anche l'essenza dell'area del loop del segnale
2. Cercare di evitare impostazioni adiacenti del livello di cablaggio. Poiché la linea di segnale parallela sullo strato di cablaggio adiacente causerà stringhe di segnale, se lo strato di cablaggio non è adiacente, la distanza tra lo strato tra i due strati di cablaggio dovrebbe essere opportunamente ridotta per ridurre la distanza tra lo strato di cablaggio e il suo segnale ciclo continuo.
3. Lo strato piano adiacente dovrebbe evitare la sovrapposizione del piano di proiezione. Perché quando la proiezione si sovrappone, la capacità di accoppiamento tra gli strati causerà l'accoppiamento del rumore tra gli strati.

Design della scheda multistrato:
Quando la frequenza di clock supera i 5 MHz o il tempo di salita del segnale è inferiore a 5 ns, al fine di controllare bene l'area del loop del segnale, è generalmente richiesta la progettazione di una scheda multistrato. Prestare attenzione ai seguenti principi durante la progettazione di una scheda multistrato:
1. Gli strati di cablaggio chiave (linee dell'orologio, bus, linea del segnale di interfaccia, cavo della radiofrequenza, linea del segnale di reset, linea del segnale del chip e vari cavi del segnale di controllo, ecc.) devono essere adiacenti al piano di massa completo. La linea di segnale è generalmente una linea di segnale con forti radiazioni o estremamente sensibile. Il cablaggio vicino alla superficie del terreno può ridurre l'area del circuito del segnale, ridurre l'intensità della radiazione o migliorare la capacità anti-interferenza.
2. Il piano di alimentazione deve essere confrontato con il restringimento interno del piano adiacente (il valore consigliato è compreso tra 5 ore e 20 ore). Rispetto al suo restringimento della superficie del terreno di riflusso, il piano di potenza può inibire efficacemente il problema della "radiazione del bordo", come mostrato nella figura seguente.

Inoltre, il piano di alimentazione di lavoro del proprietario della scheda singola (il piano di alimentazione più utilizzato) dovrebbe essere adiacente al suo piano di massa per ridurre efficacemente l'area del circuito della corrente di alimentazione.

3. Se i layer TOP e BOTTOM della singola scheda non hanno linee di segnale ≥50MHz. Se è così, è meglio prendere il segnale ad alta frequenza tra i due strati piani per inibire la sua radiazione dello spazio.
Design del pannello a strato singolo e del pannello a doppio strato:
Per la progettazione di schede a strato singolo e doppio strato, la progettazione delle linee di segnale chiave e dei cavi di alimentazione dovrebbe essere pagata principalmente. Ci deve essere una linea di terra vicino alla linea di alimentazione per ridurre l'area del circuito di alimentazione.

I due lati della linea di segnale chiave della scheda a strato singolo dovrebbero essere "Guide Group Line", come mostrato nella figura seguente. Dovrebbe esserci un'ampia pavimentazione sul piano di proiezione della linea di segnale chiave del pannello a doppio strato, o lo stesso metodo di elaborazione della piastra a strato, e dovrebbe essere progettata la "Linea del gruppo guida", come mostrato nella figura. Da un lato su entrambi i lati della linea di segnale chiave, l'area del segnale può essere ridotta da un lato. Inoltre, può anche prevenire i disturbi delle stringhe tra la linea del segnale e altri cavi del segnale.

Per la progettazione di schede a strato singolo e doppio strato, la progettazione delle linee di segnale chiave e dei cavi di alimentazione dovrebbe essere pagata principalmente. Ci deve essere una linea di terra vicino alla linea di alimentazione per ridurre l'area del circuito di alimentazione.

I due lati della linea di segnale chiave della scheda a strato singolo dovrebbero essere "Guide Group Line", come mostrato nella figura seguente. Dovrebbe esserci un'ampia pavimentazione sul piano di proiezione della linea di segnale chiave del pannello a doppio strato, o lo stesso metodo di elaborazione della piastra a strato, e dovrebbe essere progettata la "Linea del gruppo guida", come mostrato nella figura. Da un lato su entrambi i lati della linea di segnale chiave, l'area del segnale può essere ridotta da un lato. Inoltre, può anche prevenire i disturbi delle stringhe tra la linea del segnale e altri cavi del segnale.

Nota: la linea rossa è la linea del segnale chiave e la linea blu è la linea di terra

Competenze di layout PCB
Quando si progetta il layout del PCB, i principi di progettazione delle linee rette lungo il flusso del segnale verso la linea retta devono essere circondati il ​​più possibile. Ciò può evitare l'accoppiamento diretto del segnale e influire sulla qualità del segnale. Inoltre, al fine di prevenire interferenze e accoppiamenti tra il circuito e i componenti elettronici, il posizionamento del circuito e il layout del componente devono essere seguiti come segue:
1. Se l'interfaccia è “pulita” sulla singola scheda, il filtro e il dispositivo di isolamento devono essere posizionati sulla banda di isolamento tra il “pulito” e il posto di lavoro. Ciò può evitare dispositivi di filtraggio o isolamento accoppiati tra loro attraverso lo strato piano per indebolire l'effetto. Inoltre, sul "terreno pulito" non possono essere posizionati altri dispositivi se non dispositivi di filtraggio e protezione.

2. Quando una varietà di circuiti del modulo viene posizionata sullo stesso PCB, i circuiti digitali e i circuiti di simulazione, i circuiti ad alta e bassa velocità devono essere separati per evitare interferenze tra circuiti digitali, circuiti analogici, circuiti ad alta velocità e circuiti a bassa velocità. circuiti di velocità. Inoltre, quando sulla scheda del circuito sono presenti contemporaneamente circuiti ad alta, media e bassa velocità, per evitare che il rumore del circuito ad alta frequenza si irradi attraverso l'interfaccia, è necessario seguire i principi di layout nella figura seguente.

3. Il circuito del filtro nella porta di ingresso della scheda di linea deve essere posizionato vicino all'interfaccia per evitare di essere nuovamente accoppiato dalla linea del filtro.

4. I dispositivi di filtraggio, protezione e isolamento del circuito di interfaccia si trovano vicino al posizionamento dell'interfaccia. Come mostrato nella figura seguente, è possibile ottenere efficacemente l'effetto di protezione, filtraggio e isolamento. Se sull'interfaccia sono presenti sia il circuito di filtraggio che quello di protezione, è necessario seguire i principi della prima protezione e quindi del filtraggio. Poiché il circuito di protezione viene utilizzato per eseguire la soppressione esterna di sovratensione e sovracorrente, se il circuito di protezione viene posizionato dopo il circuito del filtro, il circuito del filtro verrà danneggiato da sovrapressione e sovracorrente. Inoltre, poiché il cablaggio di ingresso e uscita del circuito indebolirà l'effetto di filtraggio, isolamento o protezione quando il circuito è accoppiato tra loro. Quando il layout, il circuito del filtro (filtro), l'isolamento e il cavo di ingresso e uscita del circuito di protezione non devono essere accoppiati.

5. I circuiti o i dispositivi sensibili (come i circuiti di ripristino, ecc.) sono lontani dai bordi della singola scheda, in particolare il bordo dell'interfaccia di impiallacciatura di almeno 1000mil.

6. Un circuito dell'unità o un dispositivo con grandi variazioni di corrente (come l'estremità di ingresso e uscita del modulo di alimentazione, la ventola e il relè) deve essere posizionato nelle vicinanze per ridurre l'area del circuito del grande circuito di corrente.

7. Il dispositivo di filtraggio deve essere scaricato in parallelo per evitare che il circuito dopo il filtraggio venga nuovamente disturbato.

8. Stry, cristallo, relè, alimentazione di commutazione e altri dispositivi di forte radiazione sono almeno 1000mil di distanza dal connettore dell'interfaccia impiallacciatura. In questo modo, l'interferenza può essere irradiata direttamente dal cavo o la corrente è accoppiata alla radiazione verso l'esterno.

Regole di cablaggio PCB
Oltre alla selezione e alla progettazione dei circuiti dei componenti, anche un buon cablaggio del circuito stampato (PCB) è un fattore molto importante per la compatibilità elettromagnetica. Poiché il PCB è l'ingrediente intrinseco del sistema, una maggiore compatibilità elettromagnetica nel cablaggio del PCB non comporterà costi aggiuntivi per il completamento finale del prodotto. Chiunque dovrebbe ricordare che un cattivo cablaggio del PCB può causare più problemi di compatibilità elettromagnetica, piuttosto che eliminare questi problemi. In molti esempi, anche se si aggiungono filtro e componenti, questi problemi non possono essere risolti. Alla fine, ha dovuto ricablare l'intera scheda. Pertanto, lo sviluppo di una buona abitudine di cablaggio PCB all'inizio è il metodo più economico. Di seguito verranno introdotte alcune regole universali del cablaggio PCB e le strategie di progettazione di cavi di alimentazione, cavi di terra e cavi di segnale. Infine, secondo queste regole, misure di miglioramento per circuiti stampati tipici del regolatore dell'aria.

1. Separazione del cablaggio
La funzione del cablaggio è quella di ridurre al minimo gli spiedini e l'accoppiamento del rumore tra le linee adiacenti nello stesso strato di PCB. La specifica 3W indica che tutti i segnali (clock, video, audio, reset, ecc.) devono essere isolati tra online e linea, edge, edge to edge come mostrato in Figura 10. Per ridurre ulteriormente l'accoppiamento magnetico, il benchmark è distribuito vicino al segnale chiave per isolare il rumore di accoppiamento generato sulle altre linee di segnale.

2. Linea di protezione e deviazione
L'impostazione di linee di deviazione e protezione è un metodo molto efficace per l'isolamento e la protezione di un segnale di clock di sistema in un sistema pieno di rumore. Nella figura seguente, le linee parallele o di protezione nel PCB sono distribuite lungo la linea del segnale chiave. La linea di protezione non solo isola il flusso magnetico di accoppiamento generato da altre linee di segnale, ma isola anche dall'accoppiamento di altre linee di segnale dall'accoppiamento di altre linee di segnale. La differenza tra la linea di deviazione e la linea di protezione è che la linea di deviazione non deve essere collegata (collegata a terra), ma entrambe le estremità della linea di protezione devono essere collegate a terra. Per ridurre ulteriormente l'accoppiamento, le linee di protezione in PCB multistrato possono essere aggiunte a terra a tratti alterni.

3. Progettazione del cavo di alimentazione
A seconda delle dimensioni del pannello di linea, la larghezza della linea elettrica viene ispessita il più possibile per ridurre la resistenza del circuito. Allo stesso tempo, la direzione del cavo di alimentazione e della linea di terra è coerente con la direzione della trasmissione dei dati, il che aiuta a migliorare la capacità di resistere al rumore. In un pannello singolo o doppio, se il cavo di alimentazione è lungo, il condensatore di accoppiamento deve essere aggiunto a terra ogni 3000mil e il valore della capacità è 10UF + 1000PF.

4. Progettazione del terreno
Il principio della progettazione della linea di terra è:
(1) Digitalmente separato dalla simulazione. Se sono presenti sia circuiti logici che circuiti cablati sulla scheda di linea, devono essere separati il ​​più possibile. La terra del circuito a bassa frequenza dovrebbe essere utilizzata come punto singolo e collegare la terra. Quando il cablaggio effettivo è difficile, può essere parzialmente collegato in serie prima di collegare la terra. Il circuito ad alta frequenza dovrebbe adottare una messa a terra di collegamento multipunto, la linea di terra dovrebbe essere breve e affittata e gli elementi ad alta frequenza dovrebbero essere usati come un'ampia area del foglio del pavimento simile a una griglia il più possibile.
(2) La linea di messa a terra deve essere il più spessa possibile. Se il filo di terra viene utilizzato con linee molto ringhiere, il potenziale di terra cambierà con i cambiamenti della corrente per ridurre le prestazioni antirumore. Pertanto, la linea di messa a terra dovrebbe essere più spessa in modo che possa tre volte la corrente consentita sulla scheda stampata. Se possibile, la linea di terra dovrebbe essere superiore a 2 ~ 3 mm.
(3) La linea di terra costituisce un anello chiuso. La scheda stampata costituita da circuiti digitali può migliorare maggiormente la capacità antirumore.

5. Progettazione del cavo di segnale
Per i cavi di segnale chiave, se la scheda singola ha uno strato di instradamento del segnale interno, le linee di segnale chiave come gli orologi sono rivestite nello strato interno e sono preferiti gli strati di cablaggio preferiti. Inoltre, la linea del segnale chiave non deve essere in grado di muoversi attraverso l'area di divisione, compreso lo spazio del piano di riferimento causato da perforazioni e pad, altrimenti causerà un aumento dell'area del loop del segnale. Inoltre, la linea del segnale chiave dovrebbe provenire dal bordo del piano di riferimento ≥ 3H (H è l'altezza del piano di riferimento della distanza della linea) per inibire l'effetto di radiazione del bordo.

Per cavi di segnale sensibili come linee di clock, bus e cavi di radiofrequenza e cavi di segnale di ripristino, linee di segnale chip, segnali di controllo del sistema e altri cavi di segnale sensibili, la linea di segnale deve essere tenuta lontana dall'interfaccia. Pertanto, evitare l'accoppiamento di interferenze sulla linea del segnale di radiazione forte alla linea fuori segnale e irradiare verso l'esterno; evitare l'accoppiamento di interferenze esterne di interferenze estranee introdotte nell'interfaccia alla linea di segnale sensibile, causando il funzionamento dell'errore di sistema.

Poiché i cavi del segnale differenziale dovrebbero trovarsi sullo stesso livello, linee uguali e parallele per mantenere l'impedenza coerente, non esiste altro instradamento tra le linee differenziali. Poiché l'impedenza co-mode della linea differenziale è uguale, può migliorare la sua capacità anti-interferenza.
Secondo le regole di cablaggio di cui sopra, il tipico circuito del circuito stampato del regolatore dell'aria è migliorato e ottimizzato, come mostrato nella figura seguente:

In generale, il miglioramento del EMC il design del design del PCB è: prima del cablaggio, studia lo schema di progettazione del percorso di ritorno, c'è la migliore opportunità di successo, che può raggiungere l'obiettivo di ridurre le radiazioni EMI. E prima che il cablaggio effettivo, la modifica dello strato di cablaggio, ecc., non debbano spendere soldi, è l'approccio più economico per migliorare EMC.

Lisun Instruments Limited è stata trovata da LISUN GROUP in 2003. LISUN sistema di qualità è stato rigorosamente certificato da ISO9001:2015. Come Socio CIE, LISUN i prodotti sono progettati sulla base di CIE, IEC e altri standard internazionali o nazionali. Tutti i prodotti hanno superato il certificato CE e sono stati autenticati dal laboratorio di terze parti.

I nostri prodotti principali sono Goniofotometro, Sfera Integrativa, Spettroradiometro, Generatore di sovratensioni, Pistole simulatore ESD, Ricevitore EMI, Apparecchiatura di collaudo EMC, Tester di sicurezza elettrica, Camera ambientale, Camera Temperatura, Camera climatica, Camera Termale, Test di nebbia salina, Camera di prova della polvere, Test impermeabile, Prova RoHS (EDXRF), Test del filo incandescente ed Test della fiamma dell'ago.

Non esitate a contattarci se avete bisogno di supporto.
Dipartimento tecnico: Service@Lisungroup.com, Cella / WhatsApp: +8615317907381
Dipartimento vendite: Sales@Lisungroup.com, Cella / WhatsApp: +8618117273997

tag:EFT61000-4 , EMI-9KB , ESD61000-2 , SG61000-5