物联网设备PCB的设计及电磁兼容分析

物联网设备 PCB的设计及电磁兼容分析
摘要:随着物联网技术的不断发展,无线通信和传感网络技术运用范围逐渐变得更加广泛,物联网设备的通信频率得到提升,电路的复杂程度也得到提升,所以设备的电磁兼容性成为必须要考虑的问题,因此在进行PCB电磁兼容设计的时候,需要积极的进行电源和接地干扰问题解决,这也是现阶段电磁兼容性设计的关键问题,所以为了有效的解决这一问题,就要对干扰的原因进行分析,从而科学的实现对PCB电磁兼容性的设计。
关键词:物联网设备;PCB设计;电磁兼容
现阶段,科学技术被运用在电子产品生产的各个领域,物联网设备的PCB设计已经成为主流趋势,因为产品的高灵敏度、高速度和便于携带等特点深受人们重视,所以发展较快。但是在现阶段的发展中,还存在一个较大的问题需要解决[1-2]眼部艾灸器,也就是PCB电路板进行设计的时候,电磁兼容的设计问题还需要解决,特别是对电源和底线的干扰问题,更成为一个主要问题,需要及时解决,促进物联网发展。
一、电源和接地对PCB电磁兼容设计的影响
在在现阶段物联网设备PCB设计中,主要存在的问题就是电源和接地方面的干扰问题。所以为了更好的实现这一问题解决,就要重视电源和接地对PCB电磁兼容设计造成的影响。首先,需要详细的了解电磁兼容性特点,也就是所谓的系统和设备,保证在自身存在干扰的电磁环境下,保证设备是否可以正常运行,从而对整个环境中存在的事物的承受能力进行分析。电磁兼容的影响因素包括几个方面:主要为耦合通路、干扰源等,在电子技术不断发展情况下,PCB技术对产品的更换起到重要的推动作用,因此在物联网设备的PCB电磁兼容的设计中,应该积极的加强PCB电磁兼容设计,使电子产品的电磁辐射逐渐增加。另外,电容耦合和信号线之间存在十分严重的串联问题,所以为了更好的促进干扰问题解决,就要积极分析相关原因。同时针对数字电子设备,在分析干扰问题的对策方面,还应该促进接地阻抗和电源噪声等相关干扰问题的解决,这也是后期兼容性设计中的重要研究对象,也是解决兼容性问题的主要方式,将电源和接地对PCB造成的不良影响合理解决。
二、物联网系统PCB电磁兼容设计方法给料阀
ipanel物联网系统在利用的过程中,因为涉及到的业务不同,所以需要的速率也有所不同,基本选用的通信模组都存在差异性,对于高速业务,普遍选择的都是LTE CAT- 4模组,中低速业
务主要选择的就是CAT-1、eMTC模组,低速业务多数使用NB-loT模组。这种不同速率所利用的组模传输速率进入Gbps,系统设定的时钟范围也在GHz范围,所以需要在电路设置中主要信号的分布情况,加强对EMC设计的优化[3-4]。比如:在芯片逻辑状态发生变化的时候,其就会直接造成瞬时电流,从而造成较大的电压波动,造成逻辑方面的错误;另外,如果芯片设定的是数字芯片和模拟芯片,那么此时数字芯片会产生切换噪声的模拟芯片;最后,信号线会直接穿过电源层,给设备的利用造成噪声,由此可见,PCB电路中的噪声会直接对高速数字电路特征造成影响。
2.1布局设计优化
标本夹滑动水口机构物联网设备PCB设计中,需要格外重视布局的优化问题,首先可以根据系统的实际使用功能分析系统的布局走向。因为物联网通信模组和时钟模块是高速器件,所以对于布局的设定应该分开,从而有效的防止模块之间出现干扰,有效的将磁性元器件屏蔽,此时的时钟CPU和敏感器件需要保持一定的距离。其次当系统时钟模块逐渐靠近地线的时候,应该形成一种回流现象。对于问题的优化,需要设定科学的方案,要想防止数字信号高频模拟器件,就要实现两种电源的区分,避免出现电源线的尖峰电流,保证噪声干扰的形成,对于
电源的使用可以考虑安装去耦电容。对于地线的优化方案设定,应该在地线和电源线之间加去耦电容,避免在电源线上形成辐射电流。
2.2布线设计优化模组网
首先在布线的时候,要保证上、下信号线之间的走向垂直,这样就可以防止在平行线走线中形成寄生电容。其次对于设备PCB的设计走线,应该采用45°拐角,这样就可以防止形成走线90°拐角,防止对信号造成干扰。促进对电源线方案的优化,整个过程中应该根据电源压力的不同,保证在线宽的设计中,遵循差异性,有效的保证信号方向和走线方向的一致性,有效的保证抗噪能力提升。同时对于地线的优化,需要设定较大的线宽,这样就可以提升电流的承载能力,降低寄生电感。只有切断地线环路,加强对井字形结构的设置,方可降低天线效应。最后为了将辐射降低,就要设定完善的高频信号线构成回路,减少信号的打孔需求。
2.3去耦电容
去耦电容也会直接对电磁起到干扰作用,但是如果电路信号达到一定工频GHz,去耦电容
也会无形中产生寄生电感,对去耦电容的造成影响,所以需要积极的加强设计优化:首先能够在去耦电容的旁边打孔,保证物联网设备PCB电源和地层的连接,如此就可以有效的减小寄生电感。如果在PCB板的背面存放高频去耦电容,就可以在其正面放置中频电容,如此方可减小电流的循环面积,有效增强去耦的效果。 进行其他设计优化的时候,应该尽量的保证时钟晶振和微处理器距离靠近,如此可以保证设备的最优性能 。
综上所述,物联网设备的PCB设计需要充分考虑各方面因素,通过合理的理论分析和SIwave全波分析软件的利用,对抗电干扰措施进行优化,适当的增加去耦电容,保证PCB 设计的合理性和游戏性。

本文发布于:2024-09-23 06:33:56,感谢您对本站的认可!

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