Conception de compatibilité électromagnétique de carte de circuit imprimé (PCB)

Circuit imprimé (PCB) is the support of circuit components and components in electronic products. It provides the electrical connection between circuit components and components. It is the most basic component of various electronic equipment, and its performance is directly related to the quality of electronic equipment. Avec le développement de la société de l’information, toutes sortes de produits électroniques fonctionnent souvent ensemble et les interférences entre eux sont de plus en plus graves. Par conséquent, la compatibilité électromagnétique devient la clé du fonctionnement normal d’un système électronique. De même, avec le développement de la technologie électrique, la densité des PCB est de plus en plus élevée. La qualité de la conception des circuits imprimés a une grande influence sur la capacité d’interférence et d’anti-interférence du circuit. En plus du choix des composants et de la conception des circuits, un bon câblage PCB est également un facteur très important de compatibilité électromagnétique pour des performances optimales des circuits électroniques.

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Since the PCB is an inherent component of the system, enhancing electromagnetic compatibility in the PCB wiring does not incur additional costs to the final product completion. Cependant, dans la conception de circuits imprimés, les concepteurs de produits ne font souvent attention qu’à améliorer la densité, à réduire l’occupation de l’espace, à une production simple ou à la recherche d’une belle disposition uniforme, en ignorant l’impact de la disposition des circuits sur la compatibilité électromagnétique, de sorte qu’un grand nombre de signaux de rayonnement dans l’espace pour former du harcèlement. Un mauvais câblage PCB peut causer plus de problèmes d’EMC qu’il ne peut en éliminer. Dans de nombreux cas, même l’ajout de filtres et de composants ne résout pas ces problèmes. Finalement, l’ensemble du tableau a dû être recâblé. Par conséquent, développer de bonnes habitudes de câblage PCB est le moyen le plus rentable de commencer.

Une chose à noter est qu’il n’y a pas de règles strictes pour le câblage PCB et aucune règle spécifique qui couvre tout le câblage PCB. La plupart des câblages PCB sont limités par la taille du circuit imprimé et le nombre de couches recouvertes de cuivre. Certaines techniques de câblage qui peuvent être appliquées à un circuit mais pas à un autre dépendent de l’expérience de l’ingénieur en câblage. Il existe cependant quelques règles générales, qui seront discutées ci-dessous.

Pour une bonne qualité de conception. Les circuits imprimés à faible coût doivent suivre les principes généraux suivants :

2. Disposition des composants sur PCB

Tout d’abord, il faut considérer que la taille du PCB est trop grande. Lorsque la taille du PCB est trop grande, la ligne imprimée est longue, l’impédance augmente, la capacité anti-bruit diminue et le coût augmente. Trop petit, la dissipation thermique n’est pas bonne et les lignes adjacentes sont sensibles aux interférences. Après avoir déterminé la taille du PCB. Localisez ensuite les composants spéciaux. Enfin, selon l’unité fonctionnelle du circuit, tous les composants du circuit sont disposés.

A digital circuit in an electronic device. La disposition et les caractéristiques de câblage des circuits analogiques et des circuits d’alimentation sont différentes, elles produisent des interférences et les méthodes de suppression des interférences sont différentes. Also high frequency. En raison de la fréquence différente, les interférences du circuit basse fréquence et la méthode de suppression des interférences sont différentes. Donc, dans la disposition des composants, le circuit numérique devrait être. The analog circuit and the power supply circuit are placed separately to separate the high frequency circuit from the low frequency circuit. If there are conditions, they should be isolated or made into a circuit board separately. En outre, la mise en page doit également accorder une attention particulière à la force. Weak signal device distribution and signal transmission direction.

In printed board layout high speed. Pour les circuits logiques à vitesse moyenne et basse vitesse, les composants doivent être disposés de la manière illustrée à la Figure 1-1.

Comme pour les autres circuits logiques, les composants doivent être placés le plus près possible les uns des autres afin d’obtenir un meilleur effet anti-bruit. The position of components on the PRINTED circuit board should take full account of emi. L’un des principes est de garder les conducteurs entre les composants aussi courts que possible. En termes de disposition, la partie signal analogique, la partie circuit numérique haute vitesse et la partie source de bruit (telle qu’un relais, un commutateur à courant élevé, etc.) doivent être correctement séparées pour minimiser le couplage de signal entre elles, comme le montre la figure 1 -②.

Clock generator. Crystal oscillator and CPU clock input are prone to noise, to be closer to each other. Noisy devices. Low current circuit. Les grands circuits de courant doivent être éloignés autant que possible des circuits logiques. Il est important de faire un circuit imprimé séparé si possible.

2.1 The following principles shall be observed when determining the location of special components: (1) Shorten the connection between high-frequency components as far as possible, and try to reduce their distribution parameters and electromagnetic interference between each other. Les composants facilement perturbés ne doivent pas être trop proches les uns des autres et les composants d’entrée et de sortie doivent être aussi éloignés que possible.

(2) Il peut y avoir une différence de potentiel élevée entre certains composants ou fils, donc la distance entre eux doit être augmentée pour éviter un court-circuit accidentel causé par une décharge. Les composants à haute tension doivent être autant que possible placés dans des endroits difficilement accessibles à la main pendant le débogage.

(3) Composants dont le poids dépasse 15g. Il doit être contreventé puis soudé. Ceux-ci sont gros et lourds. Les composants à haut pouvoir calorifique ne doivent pas être installés sur la carte imprimée, mais sur le châssis de l’ensemble de la machine, et le problème de dissipation thermique doit être pris en compte. Les éléments thermiques doivent être éloignés des éléments chauffants.

(4) pour potentiomètre. Bobine d’inductance réglable. Condensateur variable. La disposition des composants réglables tels que le micro-interrupteur doit tenir compte des exigences structurelles de l’ensemble de la machine. Si le réglage de la machine, doit être placé sur la carte imprimée au-dessus de la facilité d’ajustement; Si la machine est réglée à l’extérieur, sa position doit être adaptée à la position du bouton de réglage sur le panneau du châssis.

(5) La position occupée par le trou de positionnement et le support de fixation de la carte imprimée doit être mise de côté.

2.2 La disposition de tous les composants du circuit selon les unités fonctionnelles du circuit doit être conforme aux principes suivants :

(1) Organisez la position de chaque unité de circuit fonctionnelle en fonction du processus de circuit, de sorte que la disposition soit pratique pour le flux de signal et que le signal garde la même direction autant que possible.

(2) Aux composants de base de chaque circuit fonctionnel en tant que centre, autour de celui-ci pour effectuer la mise en page. Les composants doivent être uniformes. Et bien rangé. Disposition compacte sur PCB pour minimiser et raccourcir les fils et les connexions entre les composants. (3) Pour les circuits fonctionnant à des fréquences élevées, il convient de prendre en compte les paramètres répartis entre les composants. Dans les circuits généraux, les composants doivent être disposés en parallèle autant que possible. De cette façon, non seulement une soudure belle et facile à installer, facile à produire en série.

(4) Composants situés au bord du circuit imprimé, généralement à au moins 2 mm du bord du circuit imprimé. La meilleure forme d’un circuit imprimé est un rectangle. Rapport longueur/largeur 3:2 ou 4:3. La taille du circuit imprimé est supérieure à 200x150mm. Il faut tenir compte de la résistance mécanique du circuit imprimé.

2.3 Exigences générales de mise en page pour les composants PCB :

Les éléments de circuit et les chemins de signaux doivent être disposés de manière à minimiser le couplage de signaux indésirables :

(1) Le canal de signal électronique faible ne doit pas être proche du canal de signal de haut niveau et de la ligne électrique sans filtrage, y compris le circuit pouvant produire un processus transitoire.

(2) Séparez le circuit analogique de bas niveau du circuit numérique pour éviter le circuit analogique. Le circuit numérique et la boucle commune de l’alimentation produisent un couplage d’impédance commune.

(3) élevé. Dans le. Les circuits logiques à basse vitesse utilisent différentes zones sur le PCB.

(4) La longueur de la ligne de signal doit être minimisée lorsque le circuit est disposé

(5) S’assurer entre les plaques adjacentes. Entre les couches adjacentes de la même planche. N’utilisez pas de câbles de signaux parallèles trop longs entre des câbles adjacents de la même couche.

(6) Le filtre d’interférence électromagnétique (EMI) doit être aussi proche que possible de la source EMI et placé sur le même circuit imprimé.

(7) Convertisseur DC/DC. Les éléments de commutation et les redresseurs doivent être placés aussi près que possible du transformateur pour minimiser la longueur de leurs fils

(8) Placer l’élément de régulation de tension et le condensateur de filtrage le plus près possible de la diode du redresseur.

(9) La carte imprimée est divisée en fonction des caractéristiques de commutation de fréquence et de courant, et l’élément de bruit et l’élément sans bruit doivent être plus éloignés.

(10) Le câblage sensible au bruit ne doit pas être parallèle à la ligne de commutation à courant élevé et à grande vitesse.