Drie sleutelontwerpstrategieën voor optimale EMC in laptop PCB's

Als het gaat om laptop PCB's, wordt doorgaans 6-laags of 8-laags printplaat geselecteerd. Op basis van kostenoverweging, is 6-laags PCB echter een optimale selectie voor PCB-ontwerpers. Helaas is EMC (Elektromagnetische Compatibiliteit) ontwerp voor 6-laags PCB de printplaatontwerpers lastigvallend.

Laptopontwikkelontwerp is zo'n complexe procedure dat EMC-ontwerp zorgvuldig moet worden overwogen van het begin tot het einde. Feitelijk hangt optimale EMC-bereiking af van drie cruciale overwegingen die in dit artikel zullen worden geïntroduceerd en in detail besproken.

Eerste Overweging: Schemaontwerp

Tijdens het proces van laptop PCB-ontwerp, is de eerste stap het implementeren van schemaontwerp, dat wil zeggen, de algehele rangschikking en macro-distributie van producten moeten worden bepaald vóór authentieke ontwikkeling, inclusief chip- en gatposities. Dan zal EMC-ingenieur EMC-evaluatie uitvoeren om chipposities en gateisen aan te passen om ze te laten voldoen aan EMC-vereiste zoals brugposities en klokchippositie en tracing. Een laptop PCB-schets kan getekend worden om EMC-evaluatie beter uit te voeren.

EMC-evaluatie dekt voornamelijk de volgende aspecten:
• Tracingpositie en routing. Verbinding draad routing tussen LCD en moederbord of FFC-FPC connectors routing moet worden geïnspecteerd.
• PCB hoogtelimiet inspectie. Hoge-snelheid signaaldraden mogen niet in nul-hoogtegebied worden gerangschikt wat verwijst naar printplaat samen met omringende configuraties. Omringende configuraties bevatten HDD, ODD etc.
• Behuizing schermingsgebied inspectie. Hoge-snelheid signaallijnen mogen niet in blootgesteld gebied of gebied met splitsing worden gerangschikt omdat ze schermingsefficiëntie verminderen zoals toetsenbordpositie, geheugendraadje etc.
• Laptopdeksel inspectie. Bevat hardwaredeksel & geheugendeksel zodat aardingspunt kan worden verbonden met behuizingsschild voor elke 30mm.
• Aarding van kleine PCB's in elke eenheid inspectie - Perfecte verbinding moet worden gegarandeerd tussen kleine PCB's in elke eenheid en aard door schroeven om grote aardimpedantie te vermijden en ruissignalen te stoppen van stralen naar ruimte.
• Gereserveerd aardingspunt moet worden gehandhaafd voor sommige gespecialiseerde circuits om lage aardimpedantie te garanderen.
• Voedingsruisgebied inspectie. Onstabiliteit van voedingsgebied zal het hele ontwerp laten mislukken of chips ver van stabiliteit drijven door onstabiele voeding aan elke chip te leveren met storing gegenereerd.
• Een regel met meest betekenis is dat layout van leidende chips op PCB en hun tracingtrend moeten worden bevestigd en geïnspecteerd.

Tweede Overweging: PCB-ontwerp

PCB-ontwerp is zo'n significant schakel in EMC streven dat uitstekend PCB-ontwerp de voorwaarde is van optimale EMC-bereiking. PCB-ontwerp zonder EMC in overweging genomen zal ongetwijfeld een verspilling van geld en tijd drijven. De eerste vraag die een PCB-ontwerp moet stellen is hoe elektromagnetische interferentie (EMI) wordt gegenereerd en waarom het wordt getransmitteerd. Optimale PCB-ontwerp zal niet verkregen worden tenzij beide vragen nauwkeurig beantwoord worden. Antwoord op die vragen zal in het volgende deel van dit artikel worden besproken. Een ideaal PCB-ontwerp regel gaat: EMC moet worden overwogen aan het begin van ontwerp en ontwraprationaliteit moet worden vastgehouden. Bovendien is tracingtechnologie met lage kosten het beste toegepast. Gedetailleerde ontwerp regels voor printplaat omvatten:
• Hoge-snelheid signaaldraden mogen niet onder connectors worden gelegd en voedingscircuit moet ver van connectors zijn.
• Hoge-snelheid signaaldraden mogen niet aan de rand van PCB op elk vlak worden gelegd en spacing tussen printplaatrand en die draden moet ten minste 50mils zijn.
• USB, LAN, PCI kaart signaaldraden moeten ver van hoge-snelheid signaaldraden zoveel mogelijk zijn of beschermd met aarddraden. Bovendien moeten aardgaten redelijk worden ontworpen.
• Hoge-snelheid signaaldraden moeten in interne lagen worden gelegd.
• Aangezien MIC telefoon/hoofdtelefoon analoge circuits zijn, moeten ze zoveel mogelijk van andere circuits worden geschonden.
• Kloksignaal draden moeten in interne lagen worden gerangschikt na het komen van IC en moeten geschonden worden van signaaldraden bij I/O-interface en andere sporen. Kloksignaal draden moeten dicht bij referentieaardvlak worden gerangschikt zodat beeld-effect kan worden verbeterd. Bovendien moet RC-eindverbinding beschikbaar zijn wanneer alle kloksignaalsporen dicht bij klokbron zijn.
• Layout van voeding en aard moet zo compact mogelijk zijn met luskwesties krimpende. Moat-breedte tussen voedingen is 15mil met aardvlak compleet dat geen tracing bevat. Gesplitste aard moet worden verminderd aangezien te veel splitsing aardimpedantie zal verhogen.
• Redelijke toepassing van ontkoppelcondensator is ook een cruciale zorg in PCB-ontwerp. Hoge-snelheid signaaldraden moeten verboden worden van gaan van bovenlaag door onderlaag en aardgaten moeten worden vestigd om aardimpedantie te verminderen. Bovendien moet ontkoppelcondensator worden toegevoegd aan IC-terminalen en elk voedingsvlak. Ten minste moet ontkoppelcondensatorpositie van tevoren worden gereserveerd.
• Anti-EMI componenten moeten geschikt worden toegepast op basis van hun toepassing en prijs.

Derde Overweging: PCB-inspectie

Allereerst, moet een concept in ingenieurs geest geworteld zijn dat impedantie in vrije ruimte met hoge frequentie 377ohm is. Als het gaat om ruimtestraling van gewone EMI, omdat signaal lus een stadium bereikt waar het equivalent kan zijn aan ruimte-impedantie, wordt signaal gestraald vanuit ruimte. Om dit punt te begrijpen, is het van veel noodzaak om signaal lus impedantie naar beneden te trekken.

Om signaal lus impedantie te controleren, ligt de hoofdmethode in signaallengte reductie en lusoppervlakte verkleining. Behalve, geschikte terminalverbinding moet worden uitgevoerd om lusreflectie te controleren. Feitelijk, is één methode om signaal lus te controleren in sleutelsignaal aarding. Omdat tracing zelf impedantie heeft in hoge frequentie, is het het beste om voordeel te halen uit aard of aarddraden om te verbinden met aard door doorboorgaten voor een paar keer. Veel dergelijke ontwerpen slagen erin straling overschrijding van kloksignalen te vermijden.

Bovendien, om signalen te stoppen van gaan door splitsingsgebieden, partitioneren veel ingenieurs de aard door signalen maar vergeten tijdens het traceringsproces. Als resultaat, bedekt signaal lus een groot gebied, traceringslengte vergrotend.

Als het gaat om EMI-transmissiedeel, is het vitaal om redelijk bypasscondensator en ontkoppelcondensator toe te passen. Bypasscondensator moet op chip voedingspennen en aarddraden met de kleinste leidingen worden gerangschikt. Ontkoppelcondensator moet op een plaats worden gerangschikt waar stroomvraagverandering het hoogst is om ruis te stoppen van koppelen van voeding en aarddraden door traceringsimpedantie. Natuurlijk kan magnetisch worden gebruikt om de ruis te absorberen. Spoel kan soms worden gebruikt om ruis te filteren ook. Echter, moet het worden opgemerkt dat spoel frequentieresponsbereik heeft en verpakking bepaalt zijn frequentierespons ook.

Nuttige bronnen

• PCB Layout Invloed van Elektronisch Product EMC Prestaties
• Eerste-keer Succes in PCB EMC-ontwerp Garanderen
• PCB Partitionering Ontwerp Regels voor EMC Verbetering
• De Meest Uitgebreide Inleiding van EMI en EMC Geautomatiseerde Tools
• Laptop PCB Assemblage Techniek
• Volledige PCB-fabricageservice van PCBCart - Meerdere waardevolgende opties
• Geavanceerde PCB-assemblageservice van PCBCart - Vanaf 1 stuk