Три аспекта проектирования, обеспечивающие электромагнитную совместимость печатной платы ноутбука

Когда дело доходит до печатных плат для ноутбуков, обычно выбирают 6-слойную или 8-слойную печатную плату. Однако с точки зрения стоимости 6-слойная печатная плата является оптимальным выбором для разработчиков печатных плат. К сожалению, проектирование шестислойных печатных плат с учетом ЭМС (электромагнитной совместимости) досаждает разработчикам плат.

Разработка дизайна ноутбука — настолько сложная процедура, что дизайн EMC необходимо тщательно продумывать от начала и до конца. На самом деле оптимальное достижение электромагнитной совместимости зависит от трех ключевых соображений, которые будут представлены и подробно рассмотрены в этой статье.

Первое соображение:дизайн схемы

В процессе проектирования печатной платы ноутбука первым шагом является разработка схемы, то есть общее расположение и макрораспределение продуктов должны быть определены до аутентичной разработки, включая расположение микросхем и отверстий. Затем инженер по электромагнитной совместимости проведет оценку электромагнитной совместимости, чтобы скорректировать положение микросхемы и требования к отверстиям, чтобы они соответствовали требованиям электромагнитной совместимости, таким как положения моста, положение микросхемы часов и трассировка. Можно нарисовать эскиз печатной платы ноутбука, чтобы лучше выполнить оценку электромагнитной совместимости.

Оценка электромагнитной совместимости в основном охватывает следующие аспекты:
• Отслеживание местоположения и маршрутизация. Следует проверить прокладку соединительных проводов между ЖК-дисплеем и материнской платой или прокладку разъемов FFC-FPC.
• Проверка ограничения высоты печатной платы. Высокоскоростные сигнальные провода не могут располагаться в зоне нулевой высоты, которая относится к печатной плате вместе с окружающими конфигурациями. Внешние конфигурации содержат HDD, ODD и т. д.
• Осмотр зоны экранирования корпуса. Высокоскоростные сигнальные линии не могут быть расположены в зоне воздействия или в зоне с разделением, поскольку они снижают эффективность экранирования, например, расположение клавиатуры, крышки памяти и т. д.
• Осмотр крышки ноутбука. Включает в себя аппаратную крышку и крышку памяти, так что точка заземления может быть соединена с экраном корпуса через каждые 30 мм.
• Заземление небольших печатных плат при проверке каждого устройства - должно быть гарантировано идеальное соединение между небольшими печатными платами в каждом устройстве и заземление через винты, чтобы чтобы избежать большого импеданса земли и остановить излучение шумовых сигналов в космос.
• Для некоторых специализированных цепей следует сохранить зарезервированную точку заземления, чтобы обеспечить низкий импеданс заземления.
• Осмотр зоны помех мощности. Нестабильность области питания приведет к отказу всей конструкции или приведет к тому, что микросхемы будут далеки от стабильности, поскольку будет обеспечиваться нестабильное питание для каждой микросхемы с генерируемыми помехами.
• Наиболее важным правилом является расположение ведущих микросхем на печатной плате и их отслеживание. должны быть подтверждены и проверены.

Второе соображение:дизайн печатной платы

Дизайн печатной платы является настолько важным звеном в стремлении к ЭМС, что превосходный дизайн печатной платы является предпосылкой оптимального достижения ЭМС. Проектирование печатной платы без учета электромагнитной совместимости, несомненно, приведет к пустой трате денег и времени. Первый вопрос, который следует задать при проектировании печатной платы, заключается в том, как генерируются электромагнитные помехи (ЭМП) и почему они передаются. Оптимальный дизайн печатной платы не будет получен, если не будут даны точные ответы на оба вопроса. Ответы на эти вопросы будут рассмотрены в следующей части данной статьи. Правило идеального проектирования печатных плат гласит:ЭМС должна учитываться в начале проектирования, и следует придерживаться рациональности конструкции. Кроме того, лучше всего применять технологию отслеживания с низкой стоимостью. Детальные правила проектирования печатной платы включают:
• Высокоскоростные сигнальные провода нельзя прокладывать под разъемами, а силовая цепь должна находиться далеко от разъемов.
• Нельзя прокладывать высокоскоростные сигнальные провода. на краю печатной платы в любой плоскости, а расстояние между краем платы и этими проводами должно быть не менее 50 мил.
• Сигнальные провода USB, LAN, карты PCI должны быть как можно дальше от высокоскоростных сигнальных проводов или защищены с заземляющими проводами. Кроме того, отверстия для заземления должны быть спроектированы разумно.
• Высокоскоростные сигнальные провода должны быть проложены во внутренних слоях.
• Поскольку микрофонный телефон/наушники являются аналоговыми цепями, они должны быть максимально изолированы от других цепей. насколько это возможно.
• Провода тактового сигнала должны располагаться во внутренних слоях после выхода из ИС и должны пересекаться с сигнальными проводами на интерфейсе ввода/вывода и других трассах. Провода тактового сигнала должны располагаться рядом с эталонной заземляющей пластиной, чтобы можно было улучшить эффект изображения. Кроме того, подключение RC-терминала должно быть доступно, когда все трассы тактового сигнала расположены близко к источнику тактового сигнала.
• Схема питания и заземления должна быть как можно более компактной, чтобы уменьшить количество петель. Ширина рва между державами составляет 15 миль, а наземная плоскость завершена и не содержит трассировки. Разделение земли должно быть уменьшено, так как слишком сильное разделение увеличивает импеданс земли.
• Разумное применение развязывающего конденсатора также является ключевой проблемой при проектировании печатной платы. Следует запретить прохождение высокоскоростных сигнальных проводов из верхнего слоя в нижний и установить отверстия для заземления, чтобы уменьшить полное сопротивление земли. Кроме того, к клеммам ИС и каждому силовому слою следует добавить развязывающий конденсатор. По крайней мере, положение развязывающего конденсатора должно быть зарезервировано заранее.
• Компоненты, защищающие от электромагнитных помех, должны применяться надлежащим образом в зависимости от их применения и цены.

Третье соображение:проверка печатной платы

Прежде всего, в сознании инженера должно быть укоренено одно понятие, что импеданс в свободном пространстве с высокой частотой равен 377 Ом. Когда речь идет о космическом излучении обычных электромагнитных помех, поскольку сигнальная петля достигает стадии, когда она может быть эквивалентна космическому импедансу, сигнал излучается из космоса. Чтобы понять этот момент, очень важно уменьшить импеданс сигнального контура.

Основной метод управления импедансом сигнального контура заключается в уменьшении длины сигнала и уменьшении площади контура. Кроме того, должно быть выполнено подходящее клеммное соединение для контроля отражения контура. На самом деле, один из способов управления контуром сигнала заключается в заземлении сигнала ключа. Поскольку трассировка сама по себе имеет импеданс на высоких частотах, лучше всего воспользоваться заземлением или заземляющими проводами для соединения с землей через сквозные отверстия пару раз. Во многих таких конструкциях удается избежать превышения излучения тактовых сигналов.

Более того, чтобы предотвратить прохождение сигналов через разделенные области, многие инженеры разбивают землю по сигналам, но забывают об этом в процессе трассировки. В результате петля сигнала покрывает большую площадь, увеличивая длину трассы.

Когда дело доходит до части передачи электромагнитных помех, жизненно важно разумно применять байпасный и развязывающий конденсаторы. Шунтирующий конденсатор должен располагаться на выводах питания микросхемы и проводах заземления с наименьшими выводами. Развязывающий конденсатор должен быть расположен в месте, где изменение потребляемого тока является самым высоким, чтобы предотвратить помехи от связи от силовых и заземляющих проводов из-за сопротивления трассировки. Конечно, магнит можно использовать для поглощения шума. Индуктор иногда также можно использовать для фильтрации шума. Однако следует отметить, что индуктор имеет диапазон АЧХ, и его АЧХ также определяет упаковка.

Полезные ресурсы:
• Влияние компоновки печатной платы на характеристики ЭМС электронного изделия
• Обеспечение первого успеха при проектировании ЭМС печатных плат
• Правила проектирования секций печатной платы для улучшения ЭМС
• Наиболее полный Внедрение автоматизированных инструментов EMI и EMC
• Технология сборки печатных плат для ноутбуков
• Полнофункциональная услуга по изготовлению печатных плат от PCBCart — несколько дополнительных опций
• Усовершенствованная услуга по сборке печатных плат от PCBCart — от 1 шт.