PCB Tasarımında EMI Nasıl Azaltılır?

Elektromanyetik girişim (EMI) bir tür elektromanyetik girişimdir, enerjinin bir elektronik cihazdan diğerine radyasyon/iletim yoluyla iletildiği sistem, ve sinyal kalitesini bozar, arızalara neden olmak. Hayatımızın hemen her köşesinde var. Örneğin, cep telefonumuz çalışan bir radyoya yakın olduğunda, bir uğultu sesi duyacağız, hangisi elektromanyetik girişimdir. Bu sorun PCB tasarımcılarını her zaman rahatsız etmiştir., tasarladıkları elektronik ürünlerin ilgili mevzuata uygun olmasını sağlamak zorundadır. EMC(Elektromanyetik uyumluluk). Aslında, elektromanyetik girişimi tamamen önlemek zordur, ancak tasarım sürecinde EMI'yi mümkün olduğunca azaltabiliriz. Bu makalede, PCB'lerdeki elektromanyetik girişimi azaltmak için birkaç önemli tasarım kuralını listeliyoruz. Hemen dalalım.

PCB'de Elektromanyetik Girişime Neden Olan Nedir??

Çeşitli faktörler var, PCB'de elektromanyetik girişim oluşumuna katkıda bulunanlar:

• Yüksek orandaki durum geçişleri nedeniyle, Mikro işlemciler ve bellek aygıtları dahil olmak üzere yüksek frekanslı dijital devreler yaygın neden olabilir.
• Anahtarlamalı güç kaynakları ve hızlı anahtarlamalı transistörler, hızlı akım değişimlerinden dolayı EMI radyasyonunun başlıca kaynağıdır.
• Sinyal izleri, özellikle yüksek frekanslı sinyal taşıyanlar kötü bir şekilde tasarlanmış veya yönlendirilmişse, anten görevi gördükleri için EMI kaynağı haline gelirler.
• Zemin seviyesindeki döngüler ve zayıf topraklama da girişim akımlarından dolayı EMI kaynaklarıdır. Güç uçakları kusursuz bir şekilde birleştirilmediğinde, empedans süreksizlikleri yaratırlar, ayrıca sinyal yansımalarına ve EMI'ye yol açar.
• Bu sorunlar, bileşenin yanlış konumlandırılması ve yetersiz koruma nedeniyle daha da kötüleşebilir., EMI'nın PCB tasarımının en büyük zorluklarından biri olmasının nedeni budur.

EMI'yi Azaltmak Neden Önemlidir??

ilk olarak, FCC düzenlemelerinin kullanımı ve elektronik cihazların satıldığı pazarlarda zorunlu olan CE işareti gibi düzenleyici tedbirlere uygundur. Yönergelere uyulmaması, yeniden tasarım gibi harcamaların artmasına neden olabilir, ürünün pazara geç girişi, ve muhtemelen yasal sorunlar.
ikinci olarak, EMI'nin azaltılması, kullanılan elektronik öğelerin performansını ve kalitesini artırır. Yüksek EMI seviyeleri sinyal kalitesini istenmeyen bir seviyeye etkileyebilir, veri bozulmasına yol açan, cihazın sistemik arızaları veya toplam arızası. Tıbbi ekipman veya otomotiv elektroniği gibi hassas uygulamalarda, bu tür sorunlar ölümcül olabilir.
Ayrıca, EMI'nin azaltılması, ilgili cihazların çalışması, örneğin bir cep telefonunun radyoyu engellemesi gibi yakınlardaki diğer cihazlardan etkilenmediğinden daha iyi bir kullanıcı deneyimi sağlar..
En sonunda, İyi bir EMI tasarımı aynı zamanda güç verimliliğinin ve ısı dağılımının da artmasına neden olur, taşınabilir ürünlerde daha uzun pil ömrü olarak tercüme edilir, ve ürün ömrünün artması.

Elektromanyetik Parazit Azaltma Temel Tasarım İlkeleri

PCB'lerle ilgili yaygın EMC sorunları temel olarak izlerden kaynaklanan girişimlerden kaynaklanan tasarım hatalarıyla ilgilidir., devreler, yollar, ve karttaki diğer ilgili özellikler. Bu bölümde elektromanyetik girişim sorunlarını azaltmak için temel PCB tasarım ilkeleri ve çeşitli yönlerden en iyi uygulamalar tanıtılacaktır.:

1. yer düzlemi

• Zemin alanını maksimuma çıkarın:Geniş bir zemin alanında, Karışmayı ve gürültüyü azaltmak için sinyaller daha kolay dağıtılabilir. Bu nedenle, PCB içindeki zemin alanını mümkün olduğunca arttırmamız gerekiyor. Zemin katmanı çok küçükse, çok katmanlı bir PCB oluşturabiliriz.
• Bölünmüş zemin düzlemlerini dikkatli kullanın: Bölme işlemi seçici olarak yapılmalıdır çünkü kesme düzlemleri kötü konumlandırılmışsa, slot antenleri elde etmek mümkündür, EMI radyasyonunu artıracak.
• Ayrı yer düzlemleri arasındaki bağlantıları en aza indirin: ideal olarak, bölünmüş yer uçaklarını tek bir konuma bağlayın. Topraklama bağlantılarının birkaç noktası, döngüler oluşturması nedeniyle sorunlu olabilir, bu da PCB'nizden ilave emisyon anlamına gelir.
• Baypas Kapasitör Yerleşimini Optimize Etme: Minimize edilmiş dönüş akımı yolları ve döngü boyutları ile lehim bypass veya kondansatörlerin toprak düzlemine uygun şekilde ayrılması, EMI'yi azaltmak için.

2. İzleme Düzeni

• Viraj Tasarımı: Keskin 90 derecelik kıvrımları yuvarlatılmış veya 45 derecelik açılarla değiştirin. Bu, tutarlı empedansın korunmasına yardımcı olur ve sinyal yansımalarını azaltır.
• Sinyal Ayırma: Yüksek hızlı sinyallerin filtrelenmesi istenebilir (örneğin saat çizgileri gibi) düşük hızlı olanlardan. Parazit düzeyini azaltmak için analog ve dijital sinyallerin ayrılması tavsiye edilir..
• Dönüş Yolu Optimizasyonu: Kısa tasarım, döngü alanlarını en aza indirmek ve dolayısıyla EMI'yi en aza indirmek için doğrudan dönüş yolları.
• Diferansiyel Çift Yönlendirme: Daha iyi bağlantı elde etmek ve gürültüyü diferansiyel girişler için daha az sorunlu olan ortak moda taşımak için diferansiyel izleri yakına yönlendirin.
• Kullanım Yoluyla: Tasarımı yaparken PCB yollar, bu akıllıca yapılmalıdır çünkü yolların sinyal genliğinde bir artışa neden olması ve ek endüktans ve kapasitans getirmesi. Diferansiyel çiftler durumunda, Vias kullanımını mümkün olduğunca en aza indirmeye çalışmalıyız. Yalnızca gerekli durumlarda parazitik kapasitansı azaltmak için ortak bir oval anti-pad kullanın..

3. Bileşen Düzenlemesi

• Ayrı Analog ve Dijital:Aynı tasarımda hem analog hem de dijital devreleriniz varsa, Analog devreleri dijital devrelerden koruyun ve ayrı topraklamalarla mümkün olduğunca çok katman kullanın.
• Analog'u Yüksek Hızdan Koruyun:Analog devreleri toprak sinyalleriyle koruyarak bir miktar koruma uygulayın. Çok katmanlı PCB'lerde, analog izler ve yüksek hızlı sinyaller arasına yer düzlemleri yerleştirin.
• Yüksek Hızlı Bileşenleri Yönetin: Hızla azaltın ve ayırın, daha fazla EMI üreten küçük parçalar. Yüksek hızlı sinyallerin birleşimini en aza indirin ve bunların kısa olduğundan ve yer düzlemlerine yakın olduğundan emin olun.

4. EMI Koruma
   

EMI'nin tamamen ortadan kaldırılması mümkün değilse, birinin tercih etmesi gerekiyor PCB koruyucu. Faraday kafesi gibi harici kalkanlar yardımıyla devre kartlarının tamamı EMI kaynaklarından uzak tutulur., ve dahili korumalar, kartlardaki belirli hassas bileşenleri izole eder. Kablo koruması, iletken kaplamalar veya örgülü kapaklar kullanma, yüksek frekanslı sinyallerin kontrol altına alınmasına ve EMI iletiminin azaltılmasına yardımcı olur.

Son düşünceler

Sonuç olarak, Elektromanyetik girişimi azaltmak, PCB tasarımının göz ardı edilemeyecek kritik bir yönüdür. EMI'nin nedenleri ve uygulanan tasarım teknikleri konusunda bir anlayışla, bir mühendis PCB üzerinde EMI risklerinden güvenli bir şekilde çalışabilecek daha yüksek fonksiyonlu devreler üretebilir. Modern elektronik cihazlar giderek daha karmaşık hale geldiğinden ve pratik olarak hayatımızın her köşesinde yer aldığından, bu aynı zamanda EMI sorununun gelecekte de giderek daha kritik olmaya devam edeceği anlamına geliyor. EMI azaltma sorunları karmaşık olabilse de, Güvenilir PCB tasarım uzmanlarıyla çalışmak durumu daha iyiye doğru değiştirebilir. MOKO'nun resme girdiği yer burası. Yüksek performanslı PCB tasarımında bilgi birikimimizi kullanmak, EMI azaltmayla ilgili sorunların üstesinden gelmenize ve elektromanyetik uyumluluğa ulaşmanıza yardımcı olmaya hazırız. MOKO Teknoloji ile iletişime geçin Şu anda!