Regulile de bază pentru EMC ale PCB-urilor cu semnal mixt sunt.
- Faceți calea curentului mai aproape de sursă și cât mai compactă posibil, astfel încât zona buclei să fie cât mai mică.
- Furnizați un singur plan de masă de referință pentru un sistem; în caz contrar, este echivalent cu crearea intenționată a unei antene dipol.
Imaginați-vă un circuit PCB al unui convertor de înaltă frecvență unde tensiunea și curentul de intrare sunt semnale analogice. Comutatoarele din convertor încep să comute cu aplicarea unui semnal de ceas digital. Circuitul de alimentare din convertor este analogic, iar circuitul de control este digital.
PCB-ul convertor este un PCB cu semnal mixt, deoarece gestionează atât semnalele analogice, cât și cele digitale. Într-un PCB cu semnal mixt, semnalele analogice și digitale trebuie să fie separate fizic într-un proces cunoscut sub numele de „partiționare”.
Proiectarea unui PCB cu semnal mixt este o provocare, deoarece componentele analogice și digitale au curenți, tensiuni și puteri diferite. Cu toate acestea, respectarea unor reguli de bază de proiectare va ajuta la simplificarea partiționării și a dispunerii PCB-urilor cu semnal mixt.
Designerii trebuie să împartă cu atenție PCB-urile cu semnal mixt și să proiecteze layout-urile
Obținerea compatibilității electromagnetice (EMC) este o problemă de mare îngrijorare pentru proiectanții de PCB cu semnal mixt. Când semnalele analogice și digitale coexistă pe un PCB fără izolație, este posibil să fie amestecate împreună, provocând diafonie și interferențe electromagnetice. De exemplu, curenții de masă logicii digitale pot contamina semnalele analogice de nivel scăzut pe un PCB cu semnal mixt. Acest lucru poate duce la erori în bucla de feedback, defecțiuni ale sistemului de control și armonici în forma de undă de ieșire. În aceste cazuri, compatibilitatea electromagnetică a PCB-ului cu semnal mixt este compromisă, rezultând performanțe slabe ale produsului. Partiționarea adecvată și aspectul adecvat ajută la menținerea semnalelor digitale și analogice izolate și le împiedică să interfereze între ele, reducând astfel mult diafonia.
La partiționarea și amenajarea PCB-urilor cu semnal mixt, trebuie respectate două reguli.
1. Păstrați calea curentă mai aproape de sursă și cât mai compactă posibil, astfel încât zona buclei să fie cât mai mică.
2. Furnizați un singur plan de masă de referință pentru un sistem; în caz contrar, este echivalent cu crearea intenționată a unei antene dipol.
Aceste două reguli sunt considerate a fi principiile de bază ale partiționării PCB cu semnal mixt și ale designului layout-ului. Aici, să aflăm mai multe despre aceste două reguli de aur.
Regula 1. Păstrați calea curentă localizată și compactă
Fiecare semnal care curge pe PCB se întoarce la sursă prin planul de masă. Liniile de semnal și liniile de retur formează o buclă de curent pe PCB. Conform primei reguli menționate mai sus, liniile de retur trebuie așezate astfel încât să fie adiacente sursei de semnal, creând o zonă minimă de buclă.
Î: De ce este recomandată această configurație și de ce reduce aceasta interferența electromagnetică?
Toți curenții de retur preferă să curgă prin rute cu impedanță scăzută. Când linia de întoarcere este situată direct sub linia de semnal, bucla de curent are cea mai mică impedanță. Când linia de semnal și linia de întoarcere formează o buclă mare, se formează o cale de impedanță ridicată. Acest lucru este cauzat de capacitatea parazită și inductanța din bucla de curent.
Când liniile de semnal și de retur sunt îndepărtate, capacitatea parazită are o valoare mare, crescând impedanța buclei. Există, de asemenea, o relație între inductanța buclei și distanța pe care o parcurge sarcina, ceea ce crește și mai mult impedanța căii. Când bucla este mare, sarcina care pleacă de la sursă trebuie să parcurgă o distanță lungă pentru a ajunge la sol. Aceasta crește inductanța buclei de curent, care la rândul său crește impedanța.
Când semnalele analogice de înaltă frecvență curg prin bucle mari de curent cu impedanță mare, ele emit radiații și provoacă interferențe. În mod similar, semnalele analogice de nivel scăzut sunt mai susceptibile la interferențe electromagnetice atunci când trec prin bucle de curent de înaltă impedanță. În plus, liniile de semnal și de retur formează o antenă buclă care exacerbează problema EMI. Prin urmare, dorim să facem bucla de curent scurtă, localizată și compactă.
Regula 2. Necesitatea unui singur plan de masă de referință
Split ground plane este o modalitate de a izola împământarea digitală și analogică. În această metodă, planurile de masă sunt separate unul de celălalt și nu este posibilă conectarea la despărțire. În astfel de PCB-uri în care planurile de masă sunt separate unul de celălalt, cele două planuri de masă sunt conectate numai în apropierea sursei de alimentare, formând o buclă mare de curent, care nu este favorabilă pentru modelele de PCB cu interferențe electromagnetice nesensibile. În plus, planurile de masă analogice și digitale sunt la potențiale diferite, iar firele lungi așezate pe aceste planuri formează o adevărată antenă dipol care emite radiații electromagnetice.
Având în vedere toți acești factori, partiționarea PCB-ului cu semnal mixt este abordarea ideală. Partiționarea menține planul de masă de referință comun. Semnalele analogice sunt direcționate în secțiunea analogică, iar semnalele digitale sunt direcționate în secțiunea digitală, astfel încât semnalele să fie în locul lor.
Pentru simularea EMI a sistemelor întregi pentru sisteme mari și complexe la scară foarte mare, auto, mobile și aerospațiale, poate fi utilizat software-ul Clarity™ 3D Transient Solver.
Clarity 3D Transient Solver mărește viteza de simulare a proiectelor de interferență electromagnetică (EMI) de până la 10 ori față de solutoarele tradiționale de câmp 3D și are capacități de simulare aproape nelimitate. Bazat pe tehnologia de soluționare matrice masivă paralelă a Cadence, Clarity 3D Transient Solver permite laboratoarelor anecoice costisitoare și consumatoare de timp să efectueze teste EMC prototip, simulând proiecte mari considerate anterior imposibile sau de nerezolvat, scurtând ciclurile de proiectare și accelerând timpul.
Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., fondată în 2010, este un producător profesionist specializat înMașină de cules și plasat SMT, cuptor de reflow,mașină de imprimat șabloane, linia de producție SMT și alte produse SMT.
Deținea propriul centru de prelucrare, asamblator calificat, tester și ingineri QC, pentru a asigura abilitățile puternice pentru fabricarea, calitatea și livrarea mașinilor NeoDen.
3 echipe diferite de cercetare și dezvoltare cu un total de 25 plus ingineri profesioniști de cercetare și dezvoltare, pentru a asigura dezvoltări mai bune și mai avansate și inovații noi.
Ingineri de asistență și service în limba engleză calificați și profesioniști, pentru a asigura un răspuns prompt în 8 ore, soluția oferă în 24 de ore.
Unicul dintre toți producătorii chinezi care au înregistrat și au aprobat CE de TUV NORD.