Mekanik Tasarım Etkisi Emi Emisyonlar Üzerindeki Etkisi

Elektromanyetik müdahale (EMI) modern taşınabilir elektronik cihazların tasarımında önemli bir zorluk olmaya devam ediyor. Akıllı telefonlar ve tabletlerden elde edilebilir ve tıbbi monitörler giymeleri için her portatif ürün, bir cihazın elektromanyetik imzasını ve uluslararası düzenlemelere uygun olarak sahip olmasını sağlamak için elektromanyetik enerjiyi yönetmek zorundadır.Bu makale, taşınabilir cihazların tasarım ve bileşenleri kontrol etmek için pratik bir rehberlik yapan mühendislere yönelik olarak nasıl etkileyebileceğini inceler.

EMI'yi Portatif Cihazların Anlayışı

Elektromanyetik müdahale, elektronik ekipman performansını bozabilecek istenmeyen elektromanyetik enerji tarafından üretilen rahatsızlıktır.In portatif cihazlar, EMI'ler birden fazla kaynaktan gelir ve her iki şekilde desteklenmektedir ve enerji malzemelerinin yüksek frekanslı geçişi, dijital devrelerdeki saat sinyalleri ve tüm kablosuz transceiversiyonların çalışması dramatik bir şekilde azalır.

EMI'nin Portre Sistemlerinde Kaynağı

EMI'nin portatif cihazlarda birincil kaynakları şunları içerir:

• [FONT=0) Güç dönüştürücüleri [[Döneticileri: DC-DC dönüştürücüler, gerilim düzenleyicileri ve şarj pompaları, yüzlerce kilohertz'dan birkaç megahertz'a kadar uzanan frekanslarda çalışır, güç izlerini ve indüktörlerden gelen harmonikler.
• [FONT:0] Dijital saat sinyalleri[[[Dönetici: 1))[[Döneticiler, bellek arayüzleri ve sürücüler yüksek hızlı saatler kullanıyor (en fazla 1 GHz) çiftlerin bitişik izlerini ve kabloları üreten geniş bantlar.
• [FONT=0]Wireless iletişim modülleri – Bluetooth, Wi-Fi, LTE ve yakın-field iletişim (NFC) devreleri kasıtlı olarak enerji tasarrufu sağlar, ancak güç yükselteçlerinden ve yerel osilatörlerden gelen emisyonları doğru yersiz olarak limitleri aşabilir.
• [FONT:0] Ekran sürücüleri ve ekran arabirimleri [Dönetici: 1) Capacitive algılama ve yüksek çözünürlüklü ekran sinyalleri yüksek gerilimlerde ve frekanslarda çalışır, hem de yayılabilir gürültüye katkıda bulunur.

EMI Coupling Mechanisms

EMI propagates'in etkili mekanik tasarım için nasıl gerekli olduğunu anlamak: İki ana darbe mekanizması var:

• [FONT:0)Kondüklenmiş emisyonlar[Döntilmişler[Döncüler)[Dönelebilirler: 0 3)) – Gürültü güç hatları, sinyal izleri veya zemin döngüleri gibi telli bağlantıların yanı sıra, mekanik tasarım, iz uzunlukları kontrol ederek bunu etkiler.
• [FONT:0]Radiated Emisyonlar [[Döneticiler: 2) – Elektromanyetik alanlar kablolar, muhafaza denizleri, apertures ve iç bileşenler arasında yer alan aracılığıyla ikiye ayrılır.

Düzenlemeler ve Uyum

Portre cihazlar elektromanyetik uyumluluk (EMC) düzenlemelerine uymak zorundadır. Bu düzenlemeler en yüksek izinli emisyon seviyelerini ve minimum bağışıklık gerekliliklerini tanımlar.

COM Bölüm 15 ve Uluslararası Standartlar

ABD'de Federal İletişim Komisyonu (FCC), 15. Bölüm altındaki geleneksel radyatörler ile B limitlerini (ortalama kullanım için) veya Sınıf A (ticaret/endüstriyel ortamlar için) daha sıkı ve uygulanabilir. B sınırları, uluslararası olarak, Avrupa Birliği EN 55032 standart ve CIS 22, tasarım sürecindeki bu eşiğine benzer sınırları sağlar.

Rekabetsiz Eşitliklerin Sonuçları

Ekleyici düzenleyici sınırların ortaya çıkmasına yol açabilir:

• Mühendislik yeniden iş ve yeniden test gerektiren başarısız sertifikasyon testleri
• Artan ürün geliştirme zamanı ve maliyet
• Pazar kısıtlamaları veya satış yasağı
• Potansiyel müdahale kritik altyapı ile (örneğin, tıbbi cihazlar, havacılık)

Mekanik tasarım kararları bu sonuçları ön planda tutabilir, örneğin, tasarımdan sonra bir kalkanı kullanan bir ürün, başlangıçtan itibaren ön kullanım testlerini geçebilir.

EMI Control'teki Mekanik Tasarım Rolü

Mekanik tasarım etkileri EMI'yi birkaç ilgili faktörle etkiler: Etkililik, zeminleme, düzen parasitik ve malzeme özellikleri. Her faktör boyut, ağırlık, termal yönetim ve manufacturability içinde optimize edilmelidir.

Shielding ve Enclosure Design

Shielding, radiated emisyonlarını kontrol etmek için en doğrudan mekanik yöntemdir. Bir kalkan, elektromanyetik enerjiyi yansıtan veya absorbsiyon eden bir bariyer olarak hareket eder.In porting is the most direct mekanik method for control radiated changes.A kalkanlar.

Shielding türleri

• [FONT:0) Metal muhafazalar [[Dönetici: 1) Metaller, alüminyum, çelik ve magnezyum alaşımları, denizlerin düzgün bir şekilde bağlandığında mükemmel koruyucu etkinliği sağlar. ancak, metal muhafazalar ağırlık ekler ve kablosuz antenlerle metali birleştirir veya gerektiğinde seçici kaplamaları korur.
• [FONT:0]Kondüktif kaplamalar [Dönetici: 1 ) - Metal kaplamalar, nikel, bakır veya gümüş partiküller içeren kaplamalar plastik konutlara uygulanır. Bu kaplamalar, düşük maliyetli ve ağırlıkta tam metal muhafazalerden daha düşük bir maliyet ve ağırlık sağlar.
• [FONT:0)Shielding, [Dönetici: 1] – Özel IC veya modüllere yer verilen bireysel metal kafesler genellikle teneke kaplama çelik veya nikel-silverten yapılır ve PCB zemin uçağa kadar çarpıtılır veya klipler yapılır.
• [FONT:0]Kondüktif gazketleri ve köpükler – Bunlar, muhafaza yarıkları, kablolar ve iletken silikondan yapılmış gazketleri ile birlikte, knize tel örgüler veya kumaş-over-foam denizler arasında düşük mesafeli bir yol sağlar, sızıntıları azaltır.

Shielding için tasarım göz önünde bulundurun

Ekran etkinliği, yüksek orandaki endişenin büyüklüğüne bağlıdır. Bir kalkan hareketi, en uzun boyutlarıyla ilgili frekanslarda radiate olan slot antenleri olarak hareket eder.Bir makineli yüksek frekans aralığının 1/20'sinden daha az olması gerekir.In a portatif cihaz için dijital saat 2.4 GHz'de, bu alanlardan yaklaşık 12.5 cm, bu yüzden önemli bir radyatör haline gelebilir.

Başka bir kritik faktör, denizlerdeki metal-metal temasını engeller.(Pekiz) Hatta küçük bir oksit tabakası veya boyama filmi, kontakt direncini artırabilir ve yüksek performanslı koruyucu performansı sağlar. Gold plating or behaviorive print-sensitive yapıştırıcılar (PSAs) ortaklar arasında güvenilir elektrik bağlantı sağlayabilir.

Yerleme ve Layout Optimizasyonu

Yerleme herhangi bir EMI kontrol stratejisinin temelidir. Kötü tasarlanmış bir zemin sistemi pahalı kalkanların faydalarını garanti edebilir. taşınabilir cihazlarda, uzay kısıtlamaları genellikle güç uzlaşmalarıdır, ancak en iyi uygulamalar hala takip edilebilir.

Ground Planlar ve Impedance Control

PCB'de sağlam bir zemin uçağı, yüksek frekanslı akımlar için düşük transferli bir geri dönüş yolunu sağlar. Ayrıca, mikrostrips ve yaygın modları en aza indirmek için bir referans uçağı olarak hareket eder. Mekanik tasarımcılar, zemin uçağın boş yere kesintiye uğramamasını ve radyasyonu azaltmamasını sağlamalıdır.

[FONT:0]Star zemining[[Dönetici: 1) Genellikle karma oturum açma tasarımlarında analog ve dijital zemin geri dönüşlerini ayırmak ve dijital gürültünün hassas analog devrelerin kapatılmasını önlemek için kullanılır. Bu, her alt sistemin zeminini tek bir noktaya (yıldız) bağlanmak için uygulanır.

Bitirme ve Routing

Stratejik bileşen yerleştirme, yüksek frekanslı sinyalleri taşıyan parasitik kapasitance ve EMI. Yüksek hızlı bileşenler, ortak mod radyasyonunu azaltmak için sıkı bir şekilde çalışmalıdır. Kablolar ve flex devreleri özellikle de yüksek frekanslı sinyalleri taşıyan devreler, kompakt bir düzen için yollanmalıdır.

Metal braketler, vidalar ve diğer mekanik donanım ve yüksek hızlı izler arasındaki mesafe de önemlidir. Bir saat izi 2 mm'de yerleştirilen metalik bir vida posta, bir parasitik anten olarak hareket edebilir, betonun içine karışmaz ses kullanarak.

EMI Kontrol için Malzeme Seçme

Korumaların ötesinde, malzemeler özellikle attan elektromanyetik enerjiye seçilebilir. Mekanik tasarım ekibi gerekli iletkenlik, frekans aralığı, çevresel koşullar ve maliyete dayalı malzemeleri seçer.

Tesisat Plastikleri ve Metal Alaşımları

Konforatif plastikler karbon fiber, metal elyaflar veya intrinsically iletken polimer katkı maddeleri ile karıştırılır ve karmaşık şekillere sahip olabilirler, onları iç para birimleri için ideal hale getirirler, ancak iletkenlik sağlam metallerden daha düşük ve percolasyon eşikleri düzgün performans sağlamak için dikkatli bir şekilde yönetilmelidir.For applications require the 60 dB of Shielding