Con l'aumento della velocità di tracciamento dei PCB, la progettazione della compatibilità elettromagnetica (EMC) è diventata un problema da tenere in considerazione. Quando si esegue un'analisi EMC di un prodotto e di un progetto, è necessario considerare i seguenti cinque importanti attributi.
(1) Dimensioni dei componenti critici
Le dimensioni fisiche dei componenti che generano radiazioni. Le correnti RF producono campi elettromagnetici, che possono fuoriuscire attraverso l'involucro. La lunghezza delle tracce sul PCB influenza direttamente il percorso di trasmissione delle correnti RF.
(2) Adattamento di impedenza
L'impedenza della sorgente e del ricevitore, nonché l'impedenza di trasmissione tra di essi.
(3) Caratteristiche temporali del segnale di interferenza
Se si tratta di un evento continuo (segnale periodico) o se si verifica solo durante specifici cicli operativi (ad esempio, una singola istanza potrebbe essere la pressione di un pulsante o un'interferenza all'accensione, mentre gli eventi periodici potrebbero includere operazioni dell'unità disco o trasmissioni burst di rete).
(4) Intensità del segnale di interferenza
Quanto è forte il livello di energia della sorgente e qual è il suo potenziale di causare interferenze dannose?
(5) Caratteristiche di frequenza dei segnali di interferenza
Utilizzare un analizzatore di spettro per osservare le forme d'onda e identificare la posizione del problema nello spettro per individuarne con precisione l'origine.
Inoltre, dovremmo prestare attenzione anche alla direzione del flusso di corrente all'interno dei componenti del circuito. Sappiamo che la corrente scorre dalle aree ad alta tensione a quelle a bassa tensione e che in un circuito a circuito chiuso la corrente scorre sempre attraverso uno o più percorsi. Per le applicazioni in cui viene misurata la direzione della corrente di interferenza, la modifica delle tracce del PCB può impedire che influenzino carichi o circuiti sensibili. Per le applicazioni che richiedono un percorso ad alta impedenza dalla sorgente di alimentazione al carico, è necessario considerare tutti i possibili percorsi attraverso i quali può fluire la corrente di ritorno.
Esiste anche un problema con le tracce PCB. L'impedenza di conduttori o tracce include la resistenza R e la reattanza induttiva e, ad alte frequenze, l'impedenza non include la reattanza capacitiva. Quando la frequenza della traccia supera i 100 kHz, il conduttore o la traccia si comportano come un induttore. Fili o tracce che operano al di sopra delle frequenze audio possono fungere da antenne RF. Nelle specifiche EMC, non è consentito che fili o tracce operino al di sotto di λ/20 a una frequenza specifica (la lunghezza di progetto dell'antenna è pari a λ/4 o λ/2 a una frequenza specifica). Se progettata in modo non accurato, la traccia diventa un'antenna altamente efficiente, rendendo più complesso il successivo debugging.
Infine, parliamo dei problemi di layout del PCB.
Innanzitutto, considerate le dimensioni del PCB. Quando il PCB è troppo grande, l'aumento della lunghezza delle tracce riduce la resistenza alle interferenze del sistema e aumenta i costi, mentre un PCB troppo piccolo può causare problemi di dissipazione del calore e di interferenza reciproca.
In secondo luogo, determinare la posizione dei componenti speciali (come i componenti del clock). Le tracce del clock non devono essere circondate da piani di massa o posizionate sopra o sotto le tracce del segnale critico per prevenire interferenze.
In terzo luogo, in base alla funzionalità del circuito, eseguire il layout generale del PCB. Quando si posizionano i componenti, questi ultimi devono essere posizionati il più vicino possibile tra loro per ottenere una migliore resistenza alle interferenze.