Problemas eletromagnéticos e de interferência são quase um fator chave em todo design de PCB, considerando o problema das fases de layout da placa para ajudar a mitigar muitos problemas comuns. O ruído gerado pela unidade de potência pode reduzir o desempenho do projeto e interferir em outros equipamentos. O sinal pode interferir um no outro e reduzir o desempenho do sistema.
Entenda como o sistema funciona, o sobrinho da posição da linha de ruído e a localização da posição da linha de sinal baixo para sensível ajuda a otimizar o layout da placa para evitar mais problemas no design. Para resolver o problema de EMI, a radiação pode ser bloqueada adicionando um filtro em um ponto de ruído ou usando uma caixa de metal. No entanto, eles exigem um custo alto e o processo de desenvolvimento precisa testar e redesenhar continuamente a placa, o que é demorado. Uma vez que a chave para os problemas de EMI são os efeitos de borda e o conector, o redesenho acima pode até estar relacionado às linhas de I / O de chave móvel. No estágio inicial do design da placa, o efeito EMI é considerado e a qualidade do produto final pode ser bastante aprimorada e qualquer problema incômodo.
fonte de alimentação Da função às características EMI e térmicas, o layout da placa determina o sucesso de cada projeto de energia. O layout da fonte de alimentação de comutação de design é simples, mas geralmente aparece no estágio posterior do processo de design.
O bom layout do primeiro protótipo não só aumentará o custo, mas, por sua vez, em termos de filtros EMI, mascaramento mecânico, tempo de teste de EMI e operações de PCB podem economizar muitos recursos. A frequência de radiação da fonte de alimentação de comutação é mais óbvia e afeta o rádio de rádio próximo, mas o bom layout não precisa bloquear esses sistemas.
O problema de EMI é causado por mudanças rápidas no circuito de corrente, então o "circuito de calor" é evitado ou garantido que não tenha uma relação de mudança rápida em todo o projeto. Diferentes topologias de energia (por exemplo, um conversor buck ou conversor reverso) produzem diferentes circuitos CA, mas estão devidamente organizados (às vezes dentro da placa de circuito), é propício para proteger todos os efeitos de radiação, reduzindo o filtro ou as necessidades de caixa de metal cara. Certifique-se de que o loop mencionado acima esteja longe da via e de linhas sensíveis conectadas a diferentes níveis, o que também ajuda a reduzir o impacto da linha de alimentação em outros sistemas.
Linha de sinal A linha de sinal máximo é o ruído gerado pelo pino de E / S, que normalmente forma uma grande antena. No projeto síncrono, todos os sinais são comutados na mesma borda, o que pode produzir periodicamente grandes picos de ruído. À medida que a taxa de clock aumenta, o sinal acima é mais importante para o projeto da placa.
Mesmo se o rastreamento paralelo de uma distância curta, ele vai acomodar a corda. A distância paralela, frequência, amplitude e vítima do ruído e a voltagem da fonte de som são proporcionais à impedância da vítima.
Ao isolar a linha de ruído com uma faixa mais sensível, evitando o rastreamento de ruído fora da borda da placa de circuito, pode minimizá-lo. Ao mesmo tempo, o agregado do pacote de rastreamento de ruído circunda a linha de aterramento, o que ajuda a reduzir o ruído porque todos os acoplamentos são aterrados e não estão conectados a outras linhas de sinal. Isso é especialmente importante para as linhas de E / S que geram ruído e irradiam o sistema.
O sinal que pode ser vítima de ruído deve ser devolvido ao solo abaixo. Isso reduz a impedância e reduz a tensão de ruído e qualquer faixa de radiação.
Árvore do relógio O circuito de oscilação é a terceira fonte de ruído, e o oscilador está aqui em órbita. Além das frequências básicas, a saída também inclui harmônicos. A separação de cristais e outros componentes e faixas de PCB, enquanto mantém um anel menor, as regiões normalmente evitam os problemas acima e evitam que os sinais sejam acoplados a outros componentes (por exemplo, sensores grandes).
A maioria dos crosstalk relacionados a EMI ocorre ao redor do cristal, então o oscilador mantém intervalos de pelo menos 2 cm para reduzir qualquer sensibilidade. Geralmente é considerado parte da partição (conforme mostrado abaixo).
Antena radiante Uma seção da antena radiante de banda FM é formada em torno de 8 cm ou mais. Os problemas acima podem ser facilmente resolvidos evitando linhas de sinal mais longas e uma série de resistores que fornecem amortecimento, e é fácil resolver os problemas acima sem diminuir a velocidade de transmissão de dados. Este é o local em que o layout da placa retorna à lista de rede durante a iteração.
A linha de pressa também pode irradiar a partir do canto, então as regras da ferramenta de projeto devem ser rotuladas fora da posição de rolamento. Os cantos acima também são um processo de fabricação para levar aos fatores de risco gerados e, portanto, os benefícios dos fatores de risco acima são evitados.
Partição Crie uma partição funcional semelhante, o que ajuda a esclarecer os requisitos do layout da placa. Mantenha todos os componentes analógicos na mesma área, protegidos através do plano de aterramento de separação, projetado especificamente para proteger as partições de linhas de aterramento acionadas por energia ou circuitos digitais, que podem reduzir a sensibilidade ao ruído de acoplamento. Ao mesmo tempo, para o projeto da placa de área simulada, os componentes digitais são mais fracos do que a indução de ruído. Da mesma forma, o componente de alimentação é mantido na mesma área da placa de circuito, e também é possível ficar longe de outros componentes sensíveis.
Selecionar rota automaticamente A seleção automática de ferramentas de roteamento parece ser muito eficaz, levando em consideração os fatores acima e as ferramentas de restrição. A seleção automática de roteamento dentro da partição da placa ajuda a acelerar o processo de layout enquanto reduz o impacto da EMI no design. Na linha de sinal longo ou na linha de sinal de ruído perto da linha sensível (especialmente em E / S), é difícil implementar o roteamento automático. Observe que o impacto da EMI nessas linhas ajuda a promover o projeto de automação.
Ferramentas como o DesignSpark PCB fornecem regras de design a serem verificadas, garantindo que a rota não seja muito próxima e não seja curva, mas não há grande ajuda para o problema de EMI que os designers enfrentam. Preste atenção às linhas sensíveis, rastreamento de sinal paralelo e longo, busque maneiras de otimizar manualmente essas linhas, capitães de sinal, ajude a melhorar significativamente a qualidade do design e desempenho.
Resumir EMI é uma diretriz de design chave, mas contando apenas com a localização e linha de automação, as regras de design de layout de placa podem trazer muitos problemas de acompanhamento. Preste atenção ao problema de EMI que o projeto foi projetado. Crie uma área que seleciona automaticamente a rota, combinando o valor do valor do projeto de automação e a experiência do projeto, o que ajuda a otimizar o projeto, evitar placa, filtro adicional e até caixas caras. Redesenho de alto custo.
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