Estratégias EMC Eficazes para Projeto de PCI em Dispositivos Eletrônicos

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

Visão Geral EMC e Problemas

EMC refere-se a um tipo de capacidade que dispositivos ou sistemas são capazes de operar normalmente sem serem perturbados por interferência eletromagnética e de se recusar a fornecer perturbação eletromagnética a qualquer parte no ambiente do circuito.

Ao projetar PCI de dispositivos eletrônicos, o problema de interferência de sinal geralmente surge com diversidade de fontes de perturbação de sinal. Portanto, durante transmissão de sinal, tecnologia EMC com funções de isolamento, filtração, blindagem e aterramento ajudará a melhorar o nível geral de projeto de PCI.

No processo de aplicação de tecnologia EMC, para aumentar o efeito geral de aplicação, a qualidade dos componentes deve ser testada. Especificamente, no processo de construção de sistema EMC, os componentes concernidos pela tecnologia EMC devem ser testados em termos de capacidade de suporto de tensão e capacitância através de abordagens experimentais. Enquanto isso, no processo de inspeção experimental, atenção deve ser dada à integridade de problemas proeminentes e tratamento adequado no processo de aplicação de componentes.

No projeto de PCI, os principais problemas EMC incluem interferência de condução, interferência de crosstalk e interferência de radiação.

Interferência de Condução

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

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

Interferência de Crosstalk

Interferência de crosstalk refere-se à interferência de uma linha de sinal para uma linha de sinal adjacente, que geralmente ocorre no circuito e condutor adjacentes e apresenta capacitância mútua e impedância mútua entre circuito e condutor. Por exemplo, uma linha strip em uma PCI tem um sinal de baixo nível e quando fios paralelos são mais longos que 10cm, crosstalk surgirá. Como crosstalk pode ser despertado por campo elétrico através de capacitância mútua, por campo magnético através de impedância mútua, o primeiro e mais importante problema é determinar qual desacoplamento tem o papel principal, desacoplamento de campo elétrico (capacitância mútua) ou campo magnético (impedância mútua). O produto de impedância de potência e impedância de receptor pode ser considerado como uma referência, que depende da configuração entre circuitos e frequência.

Produto	Desacoplamento Principal
<3002	Campo magnético
>10002	Campo elétrico
>3002, <10002	Campo magnético ou elétrico

Interferência de Radiação

Interferência de radiação refere-se à interferência liderada pela radiação liberada por onda eletromagnética livre. A interferência de radiação em PCI refere-se à interferência de radiação de modo comum entre cabos e linhas internas. Quando onda eletromagnética incide sobre linhas de transmissão, problema de desacoplamento surgirá do campo elétrico para linhas com fontes de tensão distribuídas pequenas classificadas em CM (modo comum) e DM (modo diferencial). Corrente CM refere-se à corrente de dois chumbos que têm amplitude quase equivalente e posição de fase equivalente, enquanto corrente DM refere-se à corrente de dois chumbos que têm amplitude equivalente mas posições de fase contrárias.

Estratégias de Aplicação EMC no Projeto de PCI de Dispositivos Eletrônicos

Proteção ESD (Descarga Eletrostática)

Ao projetar PCI de dispositivos eletrônicos, ESD tem impacto na estabilidade da corrente em execução por meio de condução direta ou desacoplamento de indutância, o que leva à necessidade de proteção ESD para atender ao requisito de desenvolvimento de produção eletrônica. Projetistas de PCI de dispositivos eletrônicos devem garantir que tecnologia EMC está arraigada no processo de projeto de PCI de dispositivos eletrônicos. Ou seja, no processo de desenvolvimento de novos produtos eletrônicos, furos metalizados devem ser posicionados na PCI e no processo de projeto de furos metalizados, circuito externo em invólucro metálico deve ser conectado com circuito interno e parafusos de fixação têm que ser montados na conexão. O objetivo final é estabelecer excelente ambiente equipotencial interno-externo para evitar a proeminência de ESD que levará a falha de circuito. Por exemplo, algum tipo de dispositivo eletrônico enfatiza a aplicação de tecnologia EMC e 6 furos passantes metalizados devem ser arranjados para garantir a excelente conexão entre circuito interno e invólucro LCD para que o projeto geral de PCI tenha sido substancialmente melhorado. Além disso, este tipo de dispositivo eletrônico arranja componentes de proteção ESD no local de entrada e saída de sinal e anel eletrostático foi montado nele para evitar a proeminência de ESD que possivelmente diminui a estabilidade de execução do circuito.

Configuração de Capacitor de Desacoplamento

No processo de projeto de PCI de dispositivos eletrônicos, sistema de potência desempenha papel importante na influência da integridade de sinal, então a aplicação de teoria EMC deve ser enfatizada. No processo de configuração de capacitor de desacoplamento, execução do circuito pode ser simulada durante a qual o fenômeno de interferência de ruído pode ser dominado para que problema de ruído possa ser efetivamente controlado. Enquanto isso, no processo de configuração de capacitor de desacoplamento, técnicos são requeridos a inspecionar estritamente terminal de entrada de capacitância de filtro de potência que deve ser mantido na faixa de 10 a 100F para atender às condições de tecnologia EMC. Além disso, frequência do sistema deve ser controlada menor que 15MHz para aumentar o nível de aplicação de dispositivos eletrônicos e configuração de capacitor de desacoplamento deve ser posicionada no local de chip integrado.

Projeto Térmico

Projeto térmico é um dos elementos mais importantes que influenciam desempenho de dispositivos eletrônicos. Sob a influência de radiação de calor e ventilação, distância entre componentes e fonte de calor deve ser controlada dentro da faixa padrão e grau de calor de 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 no topo das PCIs para que o melhor projeto térmico possa ser realizado para aumentar o nível geral de projeto de PCI.

Projeto de Comprimento e Largura de Linha

No processo de projeto EMC de PCIs de dispositivos eletrônicos, largura e comprimento de linha têm relações diretas com eficiência de transmissão de sinal. Projetistas de PCI devem especialmente examinar o efeito de atraso de transmissão baseado no qual o melhor projeto de circuito pode ser alcançado. Efeito de indutância de chumbo impresso leva a interferência e o comprimento de chumbo impresso é proporcional ao efeito de interferência, então chumbo impresso deve ser controlado na condição curta e larga para atender ao requisito de desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos. Por exemplo, no processo de desenvolvimento de algum tipo de dispositivo eletrônico, projeto de comprimento e largura de linha é levado em considerações plenas para que o 9º pino XIN de EM78860 seja colocado na posição de oscilador e o chumbo no local de DL16521 seja mantido curto, todos os quais aumentam o nível geral de projeto EMC. Portanto, é extremamente necessário enfatizar a cientificação e racionalização de comprimento e largura de linha para plenamente atender ao requisito de desenvolvimento de novos dispositivos eletrônicos.

Baseado no rápido desenvolvimento de dispositivos eletrônicos, projeto de PCI tem despertado mais atenção à alta eficiência e estabilidade de PCIs, o que leva à ênfase no papel de tecnologia EMC. Os problemas proeminentes concernentes à tecnologia EMC devem ser tratados das perspectivas de projeto de comprimento e largura de linha, configuração de capacitor de desacoplamento e ESD para alcançar o melhor efeito de projeto, baseado no qual o desenvolvimento substancial de projeto de dispositivos eletrônicos será impulsionado.

Recursos Úteis:

• A Introdução Mais Abrangente de Ferramentas Automatizadas de EMI e EMC
• Influência de Layout de PCI no Desempenho EMC de Produto Eletrônico
• Garantindo Sucesso na Primeira Tentativa no Projeto EMC de PCI
• Regras de Projeto de Particionamento de PCI para Melhoria de EMC
• Discussão sobre Potência e Terra em Compatibilidade Eletromagnética de PCI
• Serviço Completo de Fabricação de PCI da PCBCart - Múltiplas Opções de Valor Agregado
• Serviço Avançado de Montagem de PCI da PCBCart - A Partir de 1 Peça