Medidas de interferência na conceção de placas de circuito impresso

Se está à procura de medidas de interferência na conceção de placas de circuito impresso, veio ao sítio certo. Estas medidas incluem blindagem, ligação à terra, linhas de transmissão e filtros passa-baixo. Estas medidas podem ajudar a evitar EMI e ruído, bem como a melhorar o desempenho dos seus produtos electrónicos.

Blindagem

A blindagem é uma parte importante do processo de conceção da placa de circuito impresso. Evita que a EMI, ou interferência electromagnética, interfira com a placa de circuitos. A EMI é causada por sinais eléctricos, que são frequentemente de frequência mais elevada do que a própria placa de circuitos. As protecções metálicas ou latas na placa de circuitos ajudam a bloquear este tipo de interferência. A blindagem é um aspeto importante da conceção da placa de circuito impresso, independentemente de a placa ser concebida para circuitos analógicos ou digitais.

Normalmente, o material de proteção é constituído por várias camadas de cobre. Estas camadas de cobre estão ligadas umas às outras através de vias cosidas e a camada de blindagem é colocada entre elas. Uma camada de cobre sólida oferece uma maior blindagem, enquanto as camadas de cobre com hachuras cruzadas oferecem blindagem sem comprometer a flexibilidade.

Os materiais de proteção são frequentemente feitos de cobre ou estanho. Estes metais são úteis para blindar os circuitos, uma vez que os isolam do resto da placa. A blindagem também pode alterar a espessura de um circuito flexível. Como resultado, pode diminuir a capacidade de dobragem. Os materiais de blindagem devem ser escolhidos com cuidado, porque há certos limites para a flexibilidade de uma placa de circuito.

Ligação à terra

A ligação à terra na conceção de placas de circuito impresso é importante para manter a integridade do sinal e minimizar a EMI. Um plano de terra de referência fornece um caminho de retorno limpo para os sinais e protege os circuitos de alta velocidade da EMI. A ligação à terra adequada da placa de circuito impresso também pode ajudar com os circuitos de alimentação. No entanto, há vários factores a considerar na conceção de circuitos de PCB antes de começar.

Primeiro, isole os pontos de terra analógicos do plano de potência. Isto pode evitar picos de tensão no plano de potência. Além disso, distribua condensadores de desacoplamento por toda a placa. Para componentes digitais, deve utilizar um condensador de desacoplamento com o mesmo valor que o plano de potência. Em segundo lugar, evite distribuir o plano de terra em mais do que uma camada, o que aumentará a área do circuito.

Os planos de terra não devem estar demasiado próximos dos componentes electrónicos. A indução electromagnética (EMI) provoca o acoplamento de sinais se dois traços forem colocados demasiado próximos. Este fenómeno é conhecido como diafonia. Os planos de terra são concebidos para minimizar a diafonia e reduzir a EMI.

Linhas de transmissão

As linhas de transmissão são importantes para a conceção de placas de circuito impresso porque podem afetar a funcionalidade da placa. As propriedades de uma linha de transmissão incluem a impedância caraterística e o atraso de propagação. Quando estes parâmetros não são controlados, podem causar reflexões de sinal e ruído eletromagnético. Isto reduzirá a qualidade do sinal e pode comprometer a integridade da placa de circuitos.

As linhas de transmissão podem ter diferentes formas, incluindo striplines e guias de onda coplanares. Cada tipo de linha de transmissão tem uma impedância caraterística, que é determinada pela largura e espessura da tira condutora. Ao contrário de outros tipos de linhas de transmissão, as linhas estriadas não necessitam de um único plano de terra, uma vez que a sua tira condutora pode ser incorporada entre duas camadas diferentes.

Outro tipo de linha de transmissão são as microstrips, que são normalmente utilizadas na camada mais externa de uma placa de circuito impresso. Estes tipos de traços oferecem uma impedância caraterística elevada, que varia com a frequência. Esta diferença de impedância leva à reflexão do sinal, que viaja na direção oposta. Para evitar este efeito, a impedância deve ser igual à impedância de saída da fonte.

Filtros passa-baixo

Os filtros passa-baixo são utilizados para filtrar sinais, como ondas de rádio, a baixas frequências. A utilização de condensadores como filtros passa-baixo num desenho de placa de circuito impresso pode melhorar o desempenho de um circuito. No entanto, nem sempre é possível utilizar o material da placa de circuito impresso Rogers 4003 e este nem sempre está disponível no mercado.

As ferrites são normalmente utilizadas como filtros passa-baixo, mas este material é suscetível de saturação quando é exposto a corrente contínua. Como tal, nem sempre é possível utilizá-la como elemento passa-baixo se a impedância do circuito for superior à impedância da ferrite.