Três Estratégias-Chave de Projeto para EMC Ótimo em PCBs de Laptop

Quando se trata de PCBs de laptop, placa de circuito de 6 camadas ou 8 camadas é geralmente selecionada. Baseado em consideração de custo, porém, PCB de 6 camadas é uma seleção ótima para designers de PCB. Tristemente, o projeto EMC (Compatibilidade Eletromagnética) para PCB de 6 camadas tem atormentado designers de placa.

O desenvolvimento de design de laptop é um procedimento tão complexo que o projeto EMC tem que ser cuidadosamente considerado do começo ao fim. Na verdade, a conquista ótima de EMC depende de três considerações-chave que serão introduzidas e discutidas em detalhes neste artigo.

Primeira Consideração: Projeto de Esquema

Durante o processo de projeto de PCB de laptop, o primeiro passo é implementar projeto de esquema, ou seja, o arranjo geral e distribuição macro de produtos têm que ser determinados antes do desenvolvimento autêntico, incluindo posições de chip e furo. Então, engenheiro de EMC realizará avaliação de EMC a fim de ajustar posições de chip e requisito de furo para fazê-los conformar ao requisito de EMC, como posições de bridge e posição de chip de clock e rastreamento. Um esboço de PCB de laptop pode ser desenhado a fim de melhor realizar avaliação de EMC.

Avaliação de EMC principalmente cobre os seguintes aspectos:
• Posição de rastreamento e roteamento. Roteamento de fio de conexão entre LCD e motherboard ou roteamento de conectores FFC-FPC deve ser inspecionado.
• Inspeção de limite de altura de PCB. Fios de sinal de alta velocidade não podem ser arranjados em área de altura zero, que se refere à placa de circuito junto com configurações ambientes. Configurações ambientes contêm HDD, ODD, etc.
• Inspeção de área de blindagem do gabinete. Linhas de sinal de alta velocidade não podem ser arranjadas em área de exposição ou área com divisão porque elas reduzem a eficiência de blindagem, como posição de teclado, tampa de memória, etc.
• Inspeção de tampa do laptop. Inclui tampa de hardware & tampa de memória para que ponto de aterramento possa ser conectado com blindagem do gabinete para cada 30mm.
• Aterramento de PCBs pequenas em cada inspeção de unidade - Conexão perfeita deve ser garantida entre PCBs pequenas em cada unidade e terra através de parafusos, a fim de evitar grande impedância de terra e impedir que sinais de ruído radiem para o espaço.
• Ponto de aterramento reservado deve ser mantido para alguns circuitos especializados para garantir baixa impedância de aterramento.
• Inspeção de área de ruído de energia. Instabilidade de área de energia levará todo o projeto a falha ou impulsionará chips longe da estabilidade ao fornecer energia instável a cada chip com perturbação gerada.
• Uma regra com mais significância é que o layout de chips líderes no PCB e sua tendência de rastreamento devem ser confirmados e inspecionados.

Segunda Consideração: Projeto de PCB

Projeto de PCB é um elo tão significativo na busca por EMC que excelente projeto de PCB é a pré-condição de conquista ótima de EMC. Projeto de PCB sem EMC levado em consideração, sem dúvida, impulsionará um desperdício de dinheiro e tempo. A primeira pergunta que um projeto de PCB deve fazer é como a interferência eletromagnética (EMI) é gerada e por que é transmitida. Projeto de PCB ótimo não será obtido a menos que ambas as perguntas sejam respondidas com precisão. Resposta a essas perguntas será discutida na parte seguinte deste artigo. Uma regra de projeto de PCB ideal vai: EMC tem que ser considerado no início do projeto e a racionalidade do projeto deve ser seguida. Além disso, tecnologia de rastreamento com baixo custo é melhor aplicada. Regras de projeto detalhadas para placa de circuito impresso incluem:
• Fios de sinal de alta velocidade não podem ser colocados sob conectores e circuito de energia deve ser longe de conectores.
• Fios de sinal de alta velocidade não podem ser colocados na borda do PCB em qualquer plano e espaçamento entre borda da placa e aqueles fios deve ser de pelo menos 50mils.
• Fios de sinal USB, LAN, PCI card devem ser longe de fios de sinal de alta velocidade o máximo possível ou protegidos com fios de terra. Além disso, furos de terra devem ser razoavelmente projetados.
• Fios de sinal de alta velocidade devem ser colocados em camadas internas.
• Como MIC telefone/fone de ouvido são circuitos analógicos, eles devem ser violados de outros circuitos o máximo possível.
• Fios de sinal de clock devem ser arranjados em camadas internas após virem do IC e devem ser violados de fios de sinal em interface I/O e outros rastreamentos. Fios de sinal de clock devem ser arranjados perto do plano de terra de referência para que o efeito de imagem possa ser melhorado. Além disso, conexão de terminal RC deve estar disponível quando todos os rastreamentos de sinal de clock estão próximos à fonte de clock.
• Layout de energia e terra deve ser o mais compacto possível com questões de laço encolhendo. Largura de moat entre energias é 15mil com plano de terra completo que não contém rastreamento. Terra dividida deve ser reduzida, já que muita divisão aumentará a impedância de terra.
• Aplicação razoável de capacitor de desacoplamento também é uma preocupação-chave no projeto de PCB. Fios de sinal de alta velocidade devem ser proibidos de ir da camada superior através da camada inferior e furos de terra devem ser estabelecidos a fim de reduzir a impedância de terra. Além disso, capacitor de desacoplamento deve ser adicionado a terminais de IC e cada camada de energia. Pelo menos, a posição do capacitor de desacoplamento deve ser reservada antecipadamente.
• Componentes anti-EMI devem ser aplicados adequadamente baseados em sua aplicação e precificação.

Terceira Consideração: Inspeção de PCB

Primeiro de tudo, um conceito deve ser enraizado na mente do engenheiro que a impedância no espaço livre com alta frequência é 377ohm. Quando se trata de radiação espacial de EMI ordinária, porque o laço de sinal atinge um estágio onde pode ser equivalente à impedância do espaço, o sinal é radiado do espaço. Para entender este ponto, é de muita necessidade puxar para baixo a impedância do laço de sinal.

Para controlar a impedância do laço de sinal, o método principal reside na redução do comprimento do sinal e encolhimento da área do laço. Além disso, conexão de terminal adequada deve ser realizada para controlar a reflexão do laço. Na verdade, um método para controlar o laço de sinal reside no aterramento de sinal-chave. Como o próprio rastreamento apresenta impedância em alta frequência, é melhor tirar vantagem de terra ou fios de aterramento para conectar à terra através de furos thru por algumas vezes. Muitos tais designs têm sucesso em evitar excesso de radiação de sinais de clock.

Além disso, para impedir que sinais passem através de áreas divididas, muitos engenheiros particionam a terra por sinais, mas falham em lembrar durante o processo de rastreamento. Como resultado, o laço de sinal cobre uma grande área, aumentando o comprimento do traço.

Quando se trata de parte de transmissão de EMI, é vital aplicar razoavelmente capacitor de bypass e capacitor de desacoplamento. Capacitor de bypass tem que ser arranjado em pinos de energia do chip e fios de terra com os menores terminais. Capacitor de desacoplamento deve ser arranjado em um lugar onde a mudança de demanda de corrente é a mais alta a fim de impedir que ruído se acople de fios de energia e terra devido à impedância de rastreamento. Claro, magnético pode ser usado para absorver o ruído. Indutor às vezes pode ser usado para filtrar ruído também. No entanto, deve ser notado que o indutor apresenta faixa de resposta de frequência e o encapsulamento determina sua resposta de frequência também.

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