保持电磁兼容控制优化电路性能

2020年8月10日,

关键的外卖

EMC、EMI和他们是什么意思你的印刷电路板的设计。
PCB设计技术,将帮助你控制你的EMC设计。
PCB设计工具特性,可以帮助控制电路板上EMI。

电路板应该小心管理EMC设计

长前比我愿意承认,我的父母给了我一个”“用球就成为他们的金属饭盒打包我的学校午餐。是什么让这个特殊的午餐盒独特的是,它包括一个棒球比赛背面面板你玩小磁块。磁学第一激发了我的兴趣,这是一个和我兴趣,一直至今。这些天,我更关注影响印刷电路板的电磁力而不是简单的游戏在一个古老的饭盒。

电磁干扰(EMI)可以导致严重的问题为预期的操作和性能的电路板。管理这种干扰要求你设计电路板与其他电路电磁兼容(EMC)在黑板上,或在附近的电子产品。我们要仔细看看这意味着什么,以及一些技术精炼你的设计最好的EMC电路性能。是的,我还有午餐盒;我只是等待它的价格升级为高支出在eBay上。

在你的电路板电磁兼容和电磁干扰

电磁干扰可以以不同的方式生成印制电路板,它可以通过空气辐射或由董事会材料。电磁干扰的来源包括董事会层分层盘旋飞行是如何配置的,部分是如何放置的,技术是用来路由网。正如你所看到的,良好的PCB布局技巧是至关重要的在控制这些EMI排放,进而阻止他们污染了附近的其他电路或设备。整个过程的EMI预防为了附近电路和设备一起被称为电磁兼容性。

所有这一切的目的是创建一个可以通过的电路板标准和测试这是必需的。有通用标准、产品标准和产品族的标准。什么标准将测试你的董事会将取决于它的功能和应用程序设计。例如,电路板设计的汽车使用多个标准,以满足如CISPR 12和CISPR 25以及ISO 11451和ISO 11452。在一辆汽车的环境,可以有数百种不同的汽车系统创建两个窄带和宽带排放。电路板必须能够函数而不伤害环境的排放以及不污染附近的其他系统。

接下来,我们将看看一些潜在领域设计的电路板上可以产生电磁干扰问题。

潜在的问题由于不受控制的PCB的电磁干扰

正如我们前面说的,PCB布局是如何如何的关键EMC可以控制的。让我们分解成三个不同的领域:

板层结构

电路板是由层的导电和绝缘材料,以及这些层配置对EMI可以有一个巨大的影响。例如,six-layer董事会的权力和地面飞机中间的分层盘旋飞行,在层3 & 4,不会提供太多的屏蔽其他路由层。通过移动这些平面层2和5,然而,他们现在将提供很好的屏蔽之间的信号路由层3 & 4。

组件的位置

组件应该与他们心中最敏感的或“噪声”网,这样他们可以尽可能短,直接路由。特别是你想大电流的电源线路最短的和广泛的痕迹。高速时钟线和其他敏感信号也会希望最短和最直接的路径减少辐射电磁干扰的能力。为了做到这一点,必须优化组件放置的最佳信号路径路由。

连接

我们说,大电流和敏感线路需要尽可能短的路由,但是还有许多其他连接注意事项:

信号路由不同层应该备用路由方向为了防止侧向耦合(相声)信号在相邻层之间。
高速输电线路应与相邻路由使用微带或带状线配置地面飞机。
敏感的线应该孤立更道间的间距比普通路由。
控制阻抗线应该和路由计算精确的宽度。
地面的飞机应设计明确的信号返回路径,尤其是对高速信号。

通过从这些开始,你将在你的方式减少EMI在PCB设计的潜力。现在让我们看起来有点进一步在某种特定的设计技术,可以帮助。

使用与EMC设计约束可以帮助管理通过控制路由的权力痕迹

EMC电路PCB设计技术来优化性能

最好的技术,您可以使用它们来帮助控制电磁干扰是将设计规则和约束系统在PCB设计系统工作。许多CAD工具,如快板PCB设计者从抑扬顿挫,有优越的规则和约束系统,允许您指定特定的线宽、空间、层次和方向路由。这是非常重要的,当你试图控制跟踪宽度网电力和地面等。在上面的图片中,你可以看到一个例子,急速地在指定的宽度的设计约束权力跟踪路由。

高速网还需要独一无二的跟踪模式或“拓扑”当你路由。在这里,可以通过指定的约束别针,这样他们之间的连接是使用正确的路由拓扑。约束也可以设置来控制特定网的长度,或与其他网的长度。这是重要的,当路由线路的长度必须精确为了确保数据可以捕捉到相关的时钟信号的上升和下降沿。

设计不仅仅适用于规则和约束路由跟踪;他们还可以帮助许多其他方面的设计。例如,您可以设置许可组件位置,以确保你的零件放置正确的距离。这可以针对单个组件或组件的类。你也可以设置规则它通过使用与特定的网以及其他许多规则,以确保董事会可以成功地制造。

控制EMI电路板上的另一个重要的方法是在你如何设计你的电力和地面的飞机。路线的每个信号在你的董事会必须回到它的起源,通常通过一个地平面。如果地平面充满障碍,然而,分裂等其他力量或地面网,挖空,甚至很多洞,返回信号可能会徘徊寻找回来。这可以创建很多EMI游荡,尤其是高速信号时阻塞。幸运的是,工具如节奏快速的仿真器和分析器,将帮助您发现和纠正问题在你的设计中,如阻塞信号返回路径。

PCB设计工具,如节奏急速地有许多功能来帮助控制你的设计

你的PCB设计工具可以帮助如何

这里有一些特性的PCB设计工具可以帮助您创建一个与控制EMC PCB设计:

约束管理:你需要一个平台规则和约束管理系统,允许你控制你的设计的方方面面跟踪宽度路由拓扑。快板的约束管理系统使您可以轻松地进入你的蚊帐使用电子表格格式的规则,从工作原理图和布局的设计。
模拟器和分析:通过电路和设计问题制定董事会之前,你可以避免很多的EMI问题可能会让你大吃一惊。加上,许多分析布局系统中的特性,如快板返回路径分析工具,可以帮助您定位设计问题之前得到董事会。
阻抗计算器:树立正确的层结构层你需要知道什么顺序需要最好的信号的性能。在这里,一个内置的工具,如一个阻抗计算器可以帮助你定义你的董事会需求开始前和路线的地方。
在线连接和数据交换:有很多可用的数据和信息关于如何建立一个成功的设计板层分层盘旋飞行,但让这些数据到您的工具一直是瓶颈。与ipc - 2581双向数据交换格式,你现在有办法拉板层分层盘旋飞行信息,完成董事会材料和厚度,直接从制造商到您的设计。