Comment réduire l'EMI dans les PCB?

Yo! En tant que fournisseur de PCB, j'ai vu de première main comment les interférences électromagnétiques embêtantes (EMI) peuvent être dans des circuits imprimés. L'EMI peut causer toutes sortes de problèmes, de la dégradation du signal à une défaillance du système complète. Donc, je suis ici pour partager quelques conseils sur la façon de réduire l'EMI dans les PCB.

Comprendre EMI

Avant de plonger dans les solutions, passons rapidement en revue ce qu'est l'EMI. L'EMI est l'interférence causée par le rayonnement électromagnétique d'un dispositif électronique affectant un autre. Dans les PCB, l'EMI peut être généré par diverses sources, telles que les signaux à vitesse élevée, les alimentations et les composants de commutation.

Conception de disposition

L'un des moyens les plus efficaces de réduire l'EMI est la conception de disposition appropriée.

• Placement des composants: Gardez les composants de vitesse élevés à l'écart de ceux sensibles. Par exemple, si vous avez un microcontrôleur qui génère beaucoup de bruit de fréquence élevé, ne le placez pas juste à côté d'un capteur analogique à bas niveau. Composants liés au groupe ensemble. Les composants qui font partie du même circuit ou fonction doivent être placés près les uns des autres. Cela réduit la longueur des traces et minimise les chances de couplage du signal.
• Routage de trace: Utilisez des traces courtes et directes chaque fois que possible. De longues traces peuvent agir comme des antennes et rayonner EMI. Évitez les coins nets en traces car ils peuvent provoquer des réflexions du signal et augmenter l'EMI. Au lieu de cela, utilisez des coins arrondis ou des angles de 45 degrés. Aussi, des traces de puissance et de signal séparées. Les traces de puissance peuvent transporter beaucoup de bruit, et les éloigner des traces de signal aide à prévenir les interférences.

Mise à la terre

La mise à la terre est cruciale pour réduire l'EMI.

• Mise à la terre à un seul point: Dans un système de mise à la terre à un seul point, toutes les connexions de terre sont effectuées en un seul point. Cela aide à prévenir les boucles de sol, qui peuvent être une source majeure d'EMI. Pour les petits PCB, cela peut être relativement facile à mettre en œuvre.
• Avions de sol: Un plan de masse est une grande zone de cuivre sur un PCB connecté au sol. Il fournit un chemin à faible impédance pour le rendement actuel et aide à protéger l'EMI. Assurez-vous d'avoir un plan de sol continu sans cassure ni coupe, car celles-ci peuvent perturber l'écoulement du courant et augmenter l'EMI.

Conception d'alimentation

L'alimentation peut être une source importante d'EMI.

• Condensateurs de découplage: Placer les condensateurs de découplage près des épingles de puissance des composants. Ces condensateurs aident à filtrer le bruit de fréquence élevé de l'alimentation. Par exemple, un condensateur en céramique dans la plage de 0,1 μF à 1 μF est couramment utilisé pour le découplage à haute fréquence.
• Filtres à puissance: Utilisez des filtres d'alimentation, tels que des filtres LC, pour réduire le bruit dans l'alimentation. Ces filtres peuvent être placés à l'entrée du PCB pour bloquer les fréquences indésirables.

Blindage

Le blindage peut être un moyen efficace de réduire l'EMI.

• Boucliers métalliques: Vous pouvez utiliser des boucliers métalliques pour entourer des composants sensibles ou des sections du PCB. Ces boucliers peuvent bloquer le rayonnement électromagnétique. Par exemple, un bouclier peut être utilisé autour d'un émetteur-récepteur à grande vitesse pour l'empêcher d'interférer avec d'autres parties de la planche.
• Pile de PCB - UP: Une pile PCB bien conçue - UP peut également fournir un blindage. Par exemple, placer un plan de masse entre deux couches de signal peut aider à réduire la diaphonie et l'EMI.

Sélection des composants

Les composants que vous choisissez peuvent également avoir un impact sur l'EMI.

• Composants bas - EMI: Recherchez des composants conçus pour produire moins d'EMI. Certains microcontrôleurs, par exemple, ont construit - dans les caractéristiques pour réduire les émissions électromagnétiques.
• Composants filtrés: Il y a des composants disponibles avec des filtres construits - dans des connecteurs filtrés. Ceux-ci peuvent aider à réduire la quantité d'EMI entrant ou sortant du PCB.

Tests et vérification

Après avoir mis en œuvre ces mesures, il est important de tester le PCB pour EMI.

• Équipement de test EMI: Utilisez des équipements de test EMI, tels que les analyseurs de spectre, pour mesurer les émissions électromagnétiques du PCB. Cela peut vous aider à identifier les domaines où l'EMI est encore trop élevé.
• Design itératif: Sur la base des résultats des tests, vous devrez peut-être effectuer des ajustements à la conception des PCB. Cela pourrait impliquer de modifier la disposition, d'ajouter plus de blindage ou d'utiliser différents composants.

Nos produits et solutions

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Références

• Henry W. Ott, "Ingénierie de compatibilité électromagnétique"
• Clayton R. Paul, "Introduction à la compatibilité électromagnétique"
• Thomas H. Lee, "La conception de CMOS Radio - Circuits intégrés en fréquence"