Progettazione di compatibilità elettromagnetica del circuito stampato (PCB)

Circuito stampato (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. Con lo sviluppo della società dell’informazione, tutti i tipi di prodotti elettronici spesso lavorano insieme e l’interferenza tra di loro è sempre più grave. Pertanto, la compatibilità elettromagnetica diventa la chiave per il normale funzionamento di un sistema elettronico. Allo stesso modo, con lo sviluppo della tecnologia elettrica, la densità dei PCB sta diventando sempre più alta. La qualità del design del PCB ha una grande influenza sull’interferenza e sulla capacità anti-interferenza del circuito. Oltre alla scelta dei componenti e alla progettazione del circuito, un buon cablaggio del PCB è anche un fattore molto importante nella compatibilità elettromagnetica per prestazioni ottimali dei circuiti elettronici.

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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. Tuttavia, nella progettazione di circuiti stampati, i progettisti di prodotti spesso prestano attenzione solo al miglioramento della densità, alla riduzione dell’occupazione di spazio, alla produzione semplice o alla ricerca di un layout bello e uniforme, ignorando l’impatto del layout del circuito sulla compatibilità elettromagnetica, in modo che un grande numero di segnali irradiati nello spazio per formare molestie. Un cablaggio scadente del PCB può causare più problemi emc di quanti ne possa eliminare. In molti casi, anche l’aggiunta di filtri e componenti non risolve questi problemi. Alla fine, l’intera scheda ha dovuto essere ricablata. Pertanto, lo sviluppo di buone abitudini di cablaggio PCB è il modo più conveniente per iniziare.

Una cosa da notare è che non ci sono regole rigide per il cablaggio PCB e nessuna regola specifica che copre tutto il cablaggio PCB. La maggior parte dei cablaggi PCB è limitata dalle dimensioni del circuito stampato e dal numero di strati rivestiti in rame. Alcune tecniche di cablaggio che possono essere applicate a un circuito ma non a un altro dipendono dall’esperienza dell’ingegnere del cablaggio. Esistono, tuttavia, alcune regole generali, che verranno discusse di seguito.

Per una buona qualità del design. PCB a basso costo dovrebbe seguire i seguenti principi generali:

2. Disposizione dei componenti su PCB

Prima di tutto, è necessario considerare che la dimensione del PCB è troppo grande. Quando la dimensione del PCB è troppo grande, la linea stampata è lunga, l’impedenza aumenta, la capacità antirumore diminuisce e il costo aumenta. Troppo piccolo, la dissipazione del calore non è buona e le linee adiacenti sono soggette a interferenze. Dopo aver determinato la dimensione del PCB. Quindi individuare i componenti speciali. Infine, secondo l’unità funzionale del circuito, sono disposti tutti i componenti del circuito.

A digital circuit in an electronic device. Il layout dei componenti del circuito analogico e del circuito di alimentazione e le caratteristiche di cablaggio sono diversi, producono interferenze e i metodi di soppressione delle interferenze sono diversi. Also high frequency. A causa della diversa frequenza, l’interferenza del circuito a bassa frequenza e il metodo di soppressione delle interferenze sono diversi. Quindi, nel layout dei componenti, dovrebbe essere il circuito digitale. The analog circuit and the power supply circuit are placed separately to separate the high frequency circuit from the low frequency circuit. Se ci sono condizioni, dovrebbero essere isolate o trasformate in un circuito stampato separatamente. Inoltre, il layout dovrebbe anche prestare particolare attenzione al forte. Weak signal device distribution and signal transmission direction.

In printed board layout high speed. Per circuiti logici a media e bassa velocità, i componenti devono essere disposti nel modo mostrato in Figura 1-1.

Come con altri circuiti logici, i componenti dovrebbero essere posizionati il ​​più vicino possibile l’uno all’altro in modo da ottenere un migliore effetto antirumore. The position of components on the PRINTED circuit board should take full account of emi. Uno dei principi è quello di mantenere i cavi tra i componenti il ​​più brevi possibile. In termini di layout, la parte del segnale analogico, la parte del circuito digitale ad alta velocità e la parte della sorgente di rumore (come relè, interruttore ad alta corrente, ecc.) dovrebbero essere adeguatamente separate per ridurre al minimo l’accoppiamento del segnale tra di loro, come mostrato nella Figura 1 -②.

Clock generator. Crystal oscillator and CPU clock input are prone to noise, to be closer to each other. Noisy devices. Circuito a bassa corrente. I grandi circuiti di corrente dovrebbero essere tenuti il ​​più lontano possibile dai circuiti logici. È importante creare un circuito separato, se possibile.

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. I componenti facilmente disturbabili non dovrebbero essere troppo vicini l’uno all’altro e i componenti di ingresso e uscita dovrebbero essere il più lontano possibile.

(2) Potrebbe esserci un’elevata differenza di potenziale tra alcuni componenti o cavi, quindi la distanza tra loro dovrebbe essere aumentata per evitare cortocircuiti accidentali causati da scariche. I componenti ad alta tensione dovrebbero essere posizionati il ​​più lontano possibile in luoghi non facilmente accessibili a mano durante il debug.

(3) Componenti il ​​cui peso supera i 15 g. Dovrebbe essere rinforzato e poi saldato. Quelli sono grandi e pesanti. I componenti ad alto potere calorifico non vanno installati sulla scheda stampata, ma sul telaio dell’intera macchina, e va considerato il problema della dissipazione del calore. Gli elementi termici devono essere tenuti lontani dagli elementi riscaldanti.

(4) per potenziometro. Bobina induttiva regolabile. Condensatore variabile. La disposizione dei componenti regolabili come il microinterruttore dovrebbe considerare i requisiti strutturali dell’intera macchina. Se la regolazione della macchina, deve essere posizionata sulla scheda stampata sopra facile da regolare; Se la macchina viene regolata all’esterno, la sua posizione deve essere adattata alla posizione della manopola di regolazione sul pannello del telaio.

(5) La posizione occupata dal foro di posizionamento e dalla staffa di fissaggio del pannello stampato deve essere messa da parte.

2.2 La disposizione di tutti i componenti del circuito secondo le unità funzionali del circuito deve rispettare i seguenti principi:

(1) Disporre la posizione di ciascuna unità del circuito funzionale in base al processo del circuito, in modo che il layout sia conveniente per il flusso del segnale e il segnale mantenga la stessa direzione il più possibile.

(2) Ai componenti principali di ogni circuito funzionale come il centro, attorno ad esso per eseguire il layout. I componenti dovrebbero essere uniformi. E ordinato. Disposizione compatta su PCB per ridurre al minimo e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti. (3) Per i circuiti che lavorano ad alte frequenze, dovrebbero essere considerati i parametri distribuiti tra i componenti. Nei circuiti generali, i componenti dovrebbero essere disposti in parallelo il più possibile. In questo modo, non solo saldatura bella e facile da installare, facile da produrre in serie.

(4) Componenti situati sul bordo del circuito, generalmente non meno di 2 mm dal bordo del circuito. La forma migliore di un circuito è un rettangolo. Rapporto lunghezza/larghezza 3:2 o 4:3. La dimensione del circuito è maggiore di 200x150mm. Si dovrebbe prendere in considerazione la resistenza meccanica del circuito.

2.3 Requisiti generali di layout per i componenti PCB:

Gli elementi del circuito e i percorsi dei segnali devono essere disposti per ridurre al minimo l’accoppiamento di segnali indesiderati:

(1) Il canale del segnale elettronico basso non deve essere vicino al canale del segnale di alto livello e alla linea di alimentazione senza filtraggio, compreso il circuito che può produrre un processo transitorio.

(2) Separare il circuito analogico di basso livello dal circuito digitale per evitare il circuito analogico. Il circuito digitale e l’anello comune dell’alimentatore producono un accoppiamento di impedenza comune.

(3) alto. Nel. I circuiti logici a bassa velocità utilizzano aree diverse sul PCB.

(4) La lunghezza della linea del segnale deve essere ridotta al minimo quando il circuito è predisposto

(5) Assicurarsi tra piastre adiacenti. Tra strati adiacenti della stessa tavola. Non avere cavi di segnale paralleli eccessivamente lunghi tra cavi adiacenti allo stesso livello.

(6) Il filtro per le interferenze elettromagnetiche (EMI) deve essere il più vicino possibile alla sorgente EMI e posizionato sullo stesso circuito.

(7) Convertitore CC/CC. Gli elementi di commutazione e i raddrizzatori devono essere posizionati il ​​più vicino possibile al trasformatore per ridurre al minimo la lunghezza dei loro fili

(8) Posizionare l’elemento di regolazione della tensione e il condensatore di filtro il più vicino possibile al diodo raddrizzatore.

(9) La scheda stampata è divisa in base alle caratteristiche di commutazione di frequenza e corrente e l’elemento di rumore e l’elemento di non rumore dovrebbero essere più lontani.

(10) Il cablaggio sensibile al rumore non deve essere parallelo alla linea di commutazione ad alta corrente e ad alta velocità.