Evitar problemas electromagnéticos en el diseño de PCB (1)
1. Conecte a tierra la PCB
Una forma importante de reducir la EMI es diseñar el plano de tierra de la PCB. El primer paso es hacer que el área de tierra en el área total de la placa de circuito de PCB sea lo más grande posible, lo que puede reducir las emisiones, la diafonía y el ruido. Se debe tener especial cuidado al conectar cada componente a un punto de tierra o plano de tierra. De lo contrario, no se aprovechará el efecto de neutralización de un plano de tierra confiable. Un diseño de PCB particularmente complejo tiene varios voltajes estables. Idealmente, cada voltaje de referencia tiene su propio plano de tierra. Sin embargo, si hay demasiadas capas de tierra, aumentará el costo de fabricación de la PCB y hará que el precio sea demasiado alto. El compromiso es utilizar planos de tierra separados en tres a cinco ubicaciones diferentes, cada uno de los cuales puede contener múltiples pcb de tierra de una cara a la venta, sustrato de cerámica OEM, planos de pcb de doble cara OEM. Esto no solo controla el costo de fabricación de la placa de circuito, sino que también reduce EMI y EMC.
Si desea minimizar EMC, es importante un sistema de conexión a tierra de baja impedancia. En una PCB multicapa, es mejor tener un plano de tierra confiable en lugar de un robo de cobre o un plano de tierra disperso porque tiene una baja impedancia y proporciona una ruta de corriente. El tiempo que la señal regresa al suelo también es importante. El tiempo para que la señal viaje hacia y desde la fuente de señal debe ser igual; de lo contrario, se producirá un fenómeno similar a una antena, lo que hará que la energía radiada forme parte de EMI. Del mismo modo, las trazas que transportan corriente hacia / desde la fuente de señal deben ser lo más cortas posible. Si las longitudes de las rutas de origen y de retorno no son iguales, se producirá un rebote en el suelo, lo que también causará EMI. Las señales que entran y salen de la fuente de señal no están sincronizadas en el tiempo, lo que causará fenómenos similares a las antenas, que irradiarán energía y causarán EMI.
2. Distinguir EMI
Debido a diferentes EMI, una buena regla de diseño de EMC es separar los circuitos analógicos y digitales. Los circuitos analógicos con alto amperaje o alta corriente deben mantenerse alejados de los rastros de alta velocidad o las señales de conmutación. Si es posible, protéjalos con una señal de tierra. En una PCB multicapa, las trazas analógicas deben enrutarse en un plano de tierra, mientras que las trazas del interruptor o las trazas de alta velocidad deben enrutarse en otro plano de tierra. Por lo tanto, las señales con diferentes características están separadas.
Un filtro de paso bajo a veces se puede utilizar para eliminar el ruido de alta frecuencia acoplado a las trazas circundantes. El filtro suprime el ruido y devuelve una corriente estable. Es importante separar los planos de tierra para señales analógicas y digitales. Debido a las características únicas de los circuitos analógicos y digitales, es importante separarlos. Las señales digitales deben tener tierra digital, y las señales analógicas deben terminar en tierra analógica. En el diseño de circuitos digitales, los ingenieros de diseño y diseño de PCB experimentados prestan especial atención a las señales y relojes de alta velocidad. A altas velocidades, las señales y los relojes deben ser lo más cortos posible y cercanos al plano de tierra, porque como se mencionó anteriormente, el plano de tierra mantiene la diafonía, el ruido y la radiación dentro de un rango manejable. Las señales digitales también deben mantenerse alejadas del plano de potencia. Si la distancia es cercana, puede producirse ruido o inducción, debilitando la señal.