Evitando que los circuitos integrados reciban / causen EMI

Ninguno ...

No confunda el filtrado de señales con el filtrado de energía.

El filtrado de señales se realiza generalmente en líneas de baja corriente de alta impedancia. No debe filtrar el ruido en una línea de alimentación con un circuito RC cuando maneje algo digital a menos que TOTALMENTE entienda la demanda actual de su circuito en el dominio del tiempo. Incluso entonces, mantén esa resistencia pequeña.

Por lo general, para sistemas digitales, una cantidad suficiente de capacitancia colocada con cuidado entre Vcc y tierra es suficiente para reducir los picos de voltaje a un nivel aceptable.

Además, se puede agregar un inductor en línea a la línea de alimentación para limitar los picos de corriente. Sin embargo , utilice este último con precaución. De hecho, un inductor en línea puede empeorar las cosas si su circuito digital está cambiando repetitivamente los niveles de corriente de demanda de una manera homogénea en lugar de todas las señales al azar. (Piense ejército marchando a través de un puente.)

Además, si su Vcc suministra una carga de alta corriente, como un relé, un motor, un banco de 1000 LED, ese inductor le causará problemas y puede explotar algunos circuitos integrados.

En cuanto a las emisiones.

Primero, depende de qué "relojes" se estén ejecutando en su circuito. Si su circuito es una placa lógica simple que proporciona una salida basada en alguna condición de entrada o tiene un reloj lento, las emisiones generalmente no serán un problema si no está cambiando GRANDES corrientes y voltajes.

Obviamente, los tableros sincronizados de alta frecuencia irradiarán esa frecuencia como ondas de radio. Esto puede reducirse mediante un diseño cuidadoso y, en última instancia, un blindaje Sin embargo, incluso una placa de frecuencia relativamente baja generará EMI.

La fuente de ruido MÁS digital es el tiempo de subida de las señales. Los circuitos digitales están diseñados, por razones obvias, para cambiar sus salidas tan rápido como su tecnología lo permita.

Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones, esa velocidad de conmutación será excesiva.

Por lo tanto, es común ver resistencias agregadas en la fuente de algunas de las líneas de señal digital más concurridas, como relojes, direcciones y líneas de datos. La combinación de esta resistencia y la capacitancia de las puertas de rastreo y entrada de PCB forman un filtro de paso bajo. Esto reduce efectivamente el tiempo de subida de la señal ... y con ella ... el ruido generado por esa señal.

Lamentablemente, esto puede dejar el rastro un poco "flotante". Lo que significa que puede ser más susceptible a la recepción de ruido. Si ese es un problema, es posible que deba filtrar la señal en ambos extremos.

Cualquier señal digital que salga de la placa a través de un conector y / o cables también debe tratarse como se indica arriba, pero cerca del conector. Incluso las señales de baja frecuencia. Los cables hacen maravillosas antenas. Eso incluye cables para motores, relés, sensores, etc. también.

Cualquier señal que ingrese a un circuito desde una fuente externa a través de un cable o conector debe filtrarse para detectar ruido cerca del punto de conexión utilizando un filtro RC adecuado. Además, cuando sea apropiado, se pueden requerir otros circuitos de protección como transorbs.

Y lo anterior es solo el comienzo. Ni siquiera mencioné la conexión a tierra, los planos de potencia, los planos de señal, las antenas, la resonancia de trazas, el blindaje y la miríada de otras cosas que afectan las características de EM de las placas.

  

Estoy compartiendo la misma fuente de alimentación con otros circuitos y si no lo hago   use cualquier protección EMI, entonces un IC en un circuito conectado podría   Enrosque todos los demás circuitos que dependen de la misma fuente de alimentación.

EMI (Interferencia electromagnética) viene en dos sabores: conducido y irradiados - que requieren diferentes técnicas para una supresión efectiva. Su preocupación por el hecho de que el IC "estropee" otros circuitos que usan la misma fuente de alimentación indica que está hablando de EMI conducido . Esta preocupación se justifica porque su fuente de alimentación (una célula primaria de litio de 3 V) tiene una alta resistencia interna, por lo que incluso las corrientes pequeñas causarán una caída de voltaje significativa.

Un filtro RC es efectivo para reducir las caídas de voltaje que son causadas por aumentos de corriente cuando las puertas CMOS cambian de estado. Sin embargo, la resistencia también provoca una caída de voltaje de CC, por lo que cualquier circuito que extraiga una corriente continua significativa obtendrá un voltaje más bajo que el que obtendría de otra manera.

En el primer circuito, cuando encienda el LED2, la tensión de alimentación a IC2 disminuirá más debido a que la corriente del LED fluye a través de R3. Sin embargo, el condensador tarda en descargarse, por lo que el voltaje cae lentamente. Si el LED solo parpadea brevemente, entonces la constante de tiempo RC puede ser lo suficientemente larga como para mantener el voltaje alto durante los destellos, de lo contrario, la resistencia debe ser lo suficientemente pequeña como para no dejar caer el voltaje DC por debajo del mínimo requerido para correcto funcionamiento

El segundo circuito no sufre este problema, pero no suprime las variaciones de voltaje en la fuente de alimentación debido a la variación de la corriente del LED. Sin embargo, si los otros circuitos utilizan la misma técnica, también estarán protegidos. Como el filtro RC no tiene que manejar la corriente LED, C1 puede hacerse mucho más pequeño y R1 mucho más grande. Los interruptores IC producen rápidamente picos de corta duración, por lo que el filtro puede tener una alta frecuencia de corte y seguir siendo efectivo. Sin embargo, no filtrará las variaciones de voltaje de frecuencia más baja (tal vez hasta CC) en la batería causadas por cargas de alta corriente.

Si la caída de voltaje de la batería es un problema, puede aumentar la capacitancia y la resistencia del filtro lo suficiente para mantener el voltaje alto mientras el LED está encendido, y / o reducir la corriente del LED. Si eso no es suficiente, inserte un diodo Schottky en serie con R1. Esto evitará que C1 se descargue cuando caiga el voltaje de la batería, lo que le permitirá mantener el Vcc durante más tiempo (las puertas CMOS casi no necesitan corriente para mantener su estado, por lo que este podría ser un tiempo muy largo).

El primer circuito es mejor, porque todo el ruido en las líneas de alimentación se puede reducir con el condensador de desacoplamiento C2. En el segundo circuito, R1 oculta el ruido de conmutación LED1 (y todo lo que sucede en los puentes) de C1.

Pero "mejor" es relativo. Como mencionó Trevor, las resistencias R1 y R3 en realidad aumentan EMI, porque cualquier cambio en el uso de potencia de IC1 o IC2 dará como resultado un cambio en la caída de voltaje en estas resistencias. Eliminarlos.

Para reducir la EMI, necesita componentes que eliminen el ruido de alta frecuencia. El condensador de desacoplamiento C2 es un componente de este tipo: a altas frecuencias, tiene una baja impedancia, es decir, el ruido de alta frecuencia se corta a tierra.

Para mejorar aún más el circuito, podría colocar un cordón de ferrita donde R3 estaba anteriormente: tiene una baja impedancia solo en las frecuencias bajas , lo que significa que la corriente constante de la fuente de alimentación pasa, mientras que el ruido de frecuencia se bloquea.

¡Ninguna es buena!

si insiste en usar el filtro RC, entonces cada conexión que consume actualmente a + supply debería tener su propio par RC, incluso el led. Las C deben cubrir los picos actuales que las partes dibujan cuando cambian sus estados. Las resistencias son difíciles de seleccionar si no se conocen los consumos actuales. Dependen de la temperatura y la frecuencia de conmutación. Como otras personas ya han comentado, debe usar la asfixia de RF utilizando ferritas en lugar de las resistencias de filtrado.

Los condensadores de desacoplamiento son una práctica común incluso sin las resistencias. Sin las tapas, la inductancia de los cables y también la resistencia de cables extremadamente delgados pueden causar caídas sustanciales de voltaje en los cambios de estado.

El filtrado RC tiene un punto: puede ser efectivo en frecuencias muy bajas si se desea. Esto tiene un inconveniente: los circuitos pueden comportarse de forma totalmente inesperada si la tensión de alimentación se activa lentamente.

Has olvidado totalmente el suelo. El lado del suelo también debe comprobarse. Difunde la interferencia de RF, así como el lado de la fuente +. No se debe exponer ningún circuito sensible a los picos de corriente dibujados por otro circuito a través del cable a tierra común.

La fabricación de ruido y los circuitos sensibles al ruido deberían estar separados. Lea primero esto para encontrar los términos correctos para más búsquedas:

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