Problemas de aplicação da tecnologia EMC no projeto de PCB de dispositivos eletrônicos e estratégias

No desenvolvimento sustentável do projeto e fabricação de CI (circuito integrado), a proeminência de alguns problemas, como atraso na transmissão do sinal e ruído, desempenha um papel na influência da integridade dos sinais. Portanto, atenção suficiente deve ser dada aos problemas no processo de projeto de PCB e o fluxo do processo de produtos eletrônicos deve ser supervisionado, como etapas de produção e fabricação. Além disso, o projeto de PCB deve passar por algumas melhorias para resolver esses problemas proeminentes sob o módulo de projeto tradicional e realizar a aplicação razoável da tecnologia EMC (Eletro Magnetic Compatibility). Este artigo discute principalmente as estratégias de aplicação da tecnologia EMC no projeto de PCB para dispositivos eletrônicos.

Visão geral e problemas de EMC

EMC refere-se a um tipo de capacidade que os dispositivos ou sistemas são capazes de operar normalmente sem serem perturbados por interferência eletromagnética e de se recusarem a fornecer perturbação eletromagnética a qualquer parte do ambiente do circuito.


Ao projetar PCB de dispositivos eletrônicos, o problema de interferência de sinal geralmente surge com a diversidade de fontes de perturbação de sinal. Portanto, durante a transmissão do sinal, a tecnologia EMC com funções de isolamento, filtragem, blindagem e terra ajudará a melhorar todo o nível de projeto do PCB.


No processo de aplicação da tecnologia EMC, para aumentar o efeito geral da aplicação, a qualidade dos componentes deve ser testada. Especificamente, no processo de construção do sistema EMC, os componentes relacionados à tecnologia EMC devem ser testados em termos de capacidade e capacidade de resistência à tensão por meio de abordagens experimentais. Enquanto isso, no processo de inspeção experimental, deve-se atentar para a integridade dos problemas proeminentes e tratamento adequado no processo de aplicação dos componentes.


No projeto de PCB, os principais problemas de EMC incluem interferência de condução, interferência de diafonia e interferência de radiação.

• Interferência de condução


A interferência de condução influencia outros circuitos por desacoplamento de chumbo e desacoplamento de impedância de modo comum. Por exemplo, o ruído entra em um sistema através do circuito de potência cujos circuitos de suporte serão influenciados pelo ruído.

A Figura 1 mostra o desacoplamento de ruído através da impedância de modo comum. Tanto o Circuito 1 quanto o Circuito 2 obtêm a tensão de alimentação e o loop de terra através do mesmo cabo. Se a tensão de qualquer um dos circuitos precisar melhorar repentinamente, o outro circuito diminuirá devido à potência comum e à impedância entre dois loops.

• Interferência de diafonia


A interferência de diafonia refere-se à interferência de uma linha de sinal para uma linha de sinal adjacente, que geralmente ocorre no circuito e no condutor adjacentes e apresenta capacitância mútua e impedância mútua entre o circuito e o condutor. Por exemplo, uma linha de tira em um PCB tem um sinal de baixo nível e quando os fios paralelos são maiores que 10 cm, a diafonia surgirá. Como a diafonia pode ser despertada pelo campo elétrico através da capacitância mútua, pelo campo magnético através da impedância mútua, o primeiro e principal problema é determinar qual desacoplamento tem o papel principal, desacoplamento do campo elétrico (capacitância mútua) ou campo magnético (impedância mútua). O produto da impedância da potência pela impedância do receptor pode ser considerado uma referência, que depende da configuração entre os circuitos e a frequência.

Produto	Desacoplamento principal
<300 2	Campo magnético
>1000 2	Campo de eletricidade
>300 2 , <1000 2	Campo magnético ou elétrico

• Interferência de radiação


A interferência de radiação refere-se à interferência conduzida pela radiação liberada pela onda eletromagnética livre. A interferência de radiação em PCB refere-se à interferência de radiação de modo comum entre cabos e linhas internas. Quando ondas eletromagnéticas incidem em linhas de transmissão, o problema de desacoplamento surgirá do campo elétrico para linhas com as fontes de pequena tensão distribuídas classificadas em CM (modo comum) e DM (modo diferencial). A corrente CM refere-se à corrente de dois terminais que têm amplitude quase equivalente e posição de fase equivalente, enquanto a corrente DM refere-se à corrente de dois terminais que têm amplitude equivalente, mas posições de fase contrárias.

Estratégias de Aplicação EMC no Projeto de PCB de Dispositivos Eletrônicos

• Proteção ESD (descarga eletrostática)


Ao projetar PCB de dispositivos eletrônicos, a ESD tem impacto na estabilidade da corrente por meio de condução direta ou desacoplamento de indutância, o que leva à necessidade de proteção ESD para atender aos requisitos de desenvolvimento da produção eletrônica. Os projetistas de PCB de dispositivos eletrônicos devem garantir que a tecnologia EMC esteja arraigada no processo de projeto de PCB de dispositivos eletrônicos. Ou seja, no processo de desenvolvimento de novos produtos eletrônicos, os orifícios chapeados devem ser posicionados no PCB e no processo de projeto de orifícios chapeados, o circuito externo no invólucro de metal deve ser conectado ao circuito interno e os parafusos fixos devem ser ser montado na conexão. O objetivo final é estabelecer um excelente ambiente equipotencial interno-externo para evitar a proeminência da ESD que levará à falha do circuito. Por exemplo, alguns tipos de dispositivos eletrônicos enfatizam a aplicação da tecnologia EMC e 6 furos passantes revestidos devem ser organizados para garantir a excelente conexão entre o circuito interno e o gabinete do LCD, de modo que o design geral da PCB tenha sido substancialmente aprimorado. Além disso, este tipo de dispositivos eletrônicos organiza componentes de proteção ESD no local de entrada e saída do sinal e um anel eletrostático foi montado nele de forma a evitar a proeminência de ESD que possivelmente diminui a estabilidade do funcionamento do circuito.

• Configuração do capacitor de desacoplamento


No processo de projeto de PCB de dispositivos eletrônicos, o sistema de potência desempenha um papel importante em influenciar a integridade do sinal, de modo que a aplicação da teoria EMC deve ser enfatizada. No processo de desacoplamento da configuração do capacitor, o funcionamento do circuito pode ser simulado durante o qual o fenômeno de interferência de ruído pode ser controlado para que o problema de ruído possa ser efetivamente controlado. Enquanto isso, no processo de desacoplamento da configuração do capacitor, os técnicos são obrigados a inspecionar rigorosamente o terminal de entrada da capacitância do filtro de energia que deve ser mantido na faixa de 10 a 100F para atender às condições da tecnologia EMC. Além disso, a frequência do sistema deve ser controlada abaixo de 15MHz para aumentar o nível de aplicação dos dispositivos eletrônicos e a configuração do capacitor de desacoplamento deve ser posicionada no local do chip integrado.

• Projeto Térmico


O design térmico é um dos elementos mais importantes que influenciam o desempenho dos dispositivos eletrônicos. Sob a influência da radiação de calor e ventilação, a distância entre os componentes e a fonte de calor deve ser controlada dentro da faixa padrão e o grau de calor dos componentes deve ser inspecionado de tempos em tempos no processo de montagem de componentes, como capacitores. Além disso, ao montar componentes com alta potência, certifique-se de colocar esses componentes em cima dos PCBs para que o melhor design térmico possa ser realizado para aumentar o nível geral do design do PCB.

• Projeto de Comprimento e Largura da Linha


No processo de projeto EMC de PCBs de dispositivos eletrônicos, a largura e o comprimento da linha têm relações diretas com a eficiência de transmissão do sinal. Os projetistas de PCB devem examinar especialmente o efeito do atraso de transmissão com base no qual o melhor projeto de circuito pode ser alcançado. O efeito de indutância do chumbo impresso leva à interferência e o comprimento do chumbo impresso é proporcional ao efeito de interferência, de modo que o chumbo impresso deve ser controlado na condição curta e larga para atender aos requisitos de desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos. Por exemplo, no processo de desenvolvimento de algum tipo de dispositivo eletrônico, o design do comprimento e largura da linha é levado em consideração para que o 9º pino XIN do EM78860 seja colocado na posição do oscilador e o chumbo no local do DL16521 é mantido curto, o que aumenta o nível geral do projeto EMC. Portanto, é extremamente necessário enfatizar a cientificação e racionalização do comprimento e largura das linhas para atender plenamente a necessidade de desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos.

Baseado no rápido desenvolvimento de dispositivos eletrônicos, o design de PCB vem despertando mais atenção para a alta eficiência e estabilidade dos PCBs, o que leva à ênfase no papel da tecnologia EMC. Os problemas proeminentes relacionados à tecnologia EMC devem ser tratados sob as perspectivas de projeto de comprimento e largura de linha, desacoplamento da configuração de capacitores e ESD, a fim de alcançar o melhor efeito de projeto, com base no qual o desenvolvimento substancial do projeto de dispositivos eletrônicos será impulsionado.

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