Avec l'augmentation de la vitesse des pistes des circuits imprimés, la compatibilité électromagnétique (CEM) est devenue un aspect incontournable. Lors d'une analyse CEM d'un produit et de sa conception, les cinq attributs importants suivants doivent être pris en compte.
(1) Dimensions des composants critiques
Les dimensions physiques des composants générant des rayonnements sont importantes. Les courants RF produisent des champs électromagnétiques susceptibles de fuir à travers le boîtier. La longueur des pistes sur le circuit imprimé influe directement sur le trajet de transmission des courants RF.
(2) Adaptation d'impédance
L'impédance de la source et du récepteur, ainsi que l'impédance de transmission entre eux.
(3) Caractéristiques temporelles du signal d'interférence
Que ce soit un événement continu (signal périodique) ou qu'il n'existe que pendant des cycles opérationnels spécifiques (par exemple, une instance unique pourrait être une pression sur un bouton ou une interférence à la mise sous tension, tandis que les événements périodiques pourraient inclure des opérations sur un disque dur ou des transmissions en rafale sur le réseau).
(4) Intensité du signal d'interférence
Quel est le niveau d'énergie de la source et quel est son potentiel à provoquer des interférences nuisibles ?
(5) Caractéristiques fréquentielles des signaux d'interférence
Utilisez un analyseur de spectre pour observer les formes d'onde et identifier l'emplacement du problème dans le spectre afin de localiser la source du problème.
De plus, il convient de prêter attention au sens de circulation du courant dans les composants du circuit. On sait que le courant circule des zones haute tension vers les zones basse tension et qu'il emprunte toujours un ou plusieurs chemins dans un circuit fermé. Pour les applications où le sens du courant parasite est mesuré, la modification des pistes du circuit imprimé permet d'éviter qu'elles n'affectent les charges ou les circuits sensibles. Pour les applications nécessitant un chemin à haute impédance entre la source d'alimentation et la charge, il est impératif de considérer tous les chemins possibles de retour du courant.
Il existe également un problème avec les pistes des circuits imprimés. L'impédance des conducteurs ou des pistes comprend une résistance R et une réactance inductive. Aux hautes fréquences, l'impédance ne tient pas compte de la réactance capacitive. Lorsque la fréquence de la piste dépasse 100 kHz, le conducteur ou la piste se comporte comme une inductance. Les fils ou pistes fonctionnant à des fréquences supérieures à celles du son peuvent agir comme des antennes RF. Les spécifications CEM interdisent aux fils ou pistes de fonctionner en dessous de λ/20 à une fréquence donnée (la longueur de l'antenne est alors égale à λ/4 ou λ/2). Une conception négligente transforme la piste en une antenne très efficace, ce qui complique le débogage ultérieur.
Enfin, abordons les questions relatives à l'agencement des circuits imprimés.
Il convient tout d'abord de considérer la taille du circuit imprimé. Un circuit imprimé trop grand augmente la longueur des pistes, ce qui réduit la résistance aux interférences du système et accroît les coûts ; à l'inverse, un circuit imprimé trop petit peut entraîner une dissipation thermique excessive et des problèmes d'interférences mutuelles.
Deuxièmement, déterminez l'emplacement des composants spéciaux (tels que les composants d'horloge). Les pistes d'horloge ne doivent pas être entourées de plans de masse ni placées au-dessus ou en dessous des pistes de signaux critiques afin d'éviter les interférences.
Troisièmement, en fonction des fonctionnalités du circuit, effectuez l'agencement général du circuit imprimé. Lors du placement des composants, les composants similaires doivent être placés aussi près que possible les uns des autres afin d'obtenir une meilleure résistance aux interférences.