Evitare problemi elettromagnetici nella progettazione di PCB (1)
1. Mettere a terra il PCB
Un modo importante per ridurre l'IME è progettare il piano di massa del PCB. Il primo passo è rendere l'area del terreno nell'area totale del circuito stampato più grande possibile, in modo da ridurre emissioni, diafonia e rumore. Prestare particolare attenzione quando si collega ciascun componente a un punto di terra o piano di terra. In caso contrario, non si trarrà vantaggio dall'effetto di neutralizzazione di un piano di massa affidabile. Un design PCB particolarmente complesso ha diverse tensioni stabili. Idealmente, ogni tensione di riferimento ha il proprio piano di massa. Tuttavia, se ci sono troppi strati di terreno, aumenterà il costo di produzione del PCB e aumenterà il prezzo. Il compromesso consiste nell'utilizzare piani di massa separati in tre o cinque posizioni diverse, ognuna delle quali può contenere più terreni Pcb su un lato in vendita, substrato ceramico OEM, circuiti stampati su due lati OEM. Ciò non solo controlla i costi di produzione del circuito, ma riduce anche EMI ed EMC.
Se si desidera ridurre al minimo la compatibilità elettromagnetica, è importante un sistema di messa a terra a bassa impedenza. In un PCB multistrato, è meglio avere un piano di massa affidabile invece di un ladro di rame o un piano di terra disperso perché ha una bassa impedenza e fornisce un percorso di corrente. Anche il periodo di tempo in cui il segnale ritorna a terra è importante. Il tempo di trasmissione del segnale da e verso la sorgente del segnale deve essere uguale, altrimenti si verificherà un fenomeno simile all'antenna, rendendo l'energia irradiata parte dell'IME. Allo stesso modo, le tracce che portano corrente alla / dalla sorgente del segnale dovrebbero essere il più brevi possibile. Se le lunghezze dei percorsi di origine e di ritorno non sono uguali, si verificherà un rimbalzo di massa, che causerà anche EMI. I segnali che entrano ed escono dalla sorgente del segnale non sono sincronizzati nel tempo, il che provoca fenomeni simili all'antenna, che irradiano energia e causano EMI.
2. Distinguere l'IME
A causa della diversa EMI, una buona regola di progettazione EMC è quella di separare i circuiti analogici e digitali. I circuiti analogici con amperaggio elevato o corrente elevata devono essere tenuti lontano da tracce ad alta velocità o segnali di commutazione. Se possibile, proteggerli con un segnale di massa. Su un PCB multistrato, le tracce analogiche devono essere instradate su un piano di massa, mentre le tracce dell'interruttore o tracce ad alta velocità devono essere instradate su un altro piano di terra. Pertanto, i segnali con caratteristiche diverse sono separati.
A volte è possibile utilizzare un filtro passa-basso per eliminare il rumore ad alta frequenza accoppiato alle tracce circostanti. Il filtro sopprime il rumore e restituisce una corrente stabile. È importante separare i piani di massa per segnali analogici e digitali. A causa delle caratteristiche uniche dei circuiti analogici e digitali, è importante separarli. I segnali digitali dovrebbero avere una messa a terra digitale e i segnali analogici dovrebbero terminare a terra analogica. Nella progettazione dei circuiti digitali, esperti progettisti di PCB e progettisti prestano particolare attenzione ai segnali e agli orologi ad alta velocità. Alle alte velocità, i segnali e gli orologi dovrebbero essere il più corti possibile e vicini al piano di massa, poiché, come menzionato in precedenza, il piano di terra mantiene l'interferenza, il rumore e le radiazioni in un intervallo gestibile. Anche i segnali digitali devono essere tenuti lontani dal piano di potenza. Se la distanza è vicina, possono verificarsi disturbi o induzione, indebolendo il segnale.