Основы экранирования и заземления на уровне платы

Во-первых, найдите книгу Генри У. Отта «Электромагнитная совместимость» и прочитайте ее большую часть. Во-вторых, когда дело доходит до проектирования ЭМС, не существует жестких/быстрых правил, это скорее искусство, и лучший способ ответить на вопросы — построить и протестировать (вам понадобится некоторое оборудование, такое как ВЧ-генератор или анализатор спектра, это также помогает иметь доступ к лаборатории с оборудованием, необходимым для проведения испытаний на выбросы, но вам это не обязательно.)

Нужна ли клетка Фарадея между плоскостью шасси и плоскостью заземления? Будет ли полезно уменьшить электромагнитные помехи?

Это действительно зависит от того, какие тесты вам нужно пройти, в большинстве стран требуется что-то вроде класса A (или B) FCC или EN55022. Разница обычно заключается в том, куда идет продукт (промышленный или жилой). Посмотрите, каковы правила для областей продукта, в котором вы хотите продавать (или найдите консультанта). Большинство генераторов и микропроцессоров излучают какое-то излучение и нуждаются в каком-то экранировании, чтобы пройти тесты на излучение. Обычно в продуктах, которые я создаю, достаточно металлического корпуса, закрывающего большую часть печатной платы.

Источник: https://powermateusa.com/wp-content/tech.html

Как я могу нарисовать дорожки, которые должны быть связаны с любой точкой, находящейся вне экрана? Нижеприведенный рисунок правильный? Могу ли я нарисовать следы только между штифтами/площадками экрана. Не сломает защиту? Или мне нужно использовать переходы и рисовать трассировку на нижнем слое?

Это зависит от того, от чего вы хотите защититься в обычных повседневных условиях, для цифровых устройств экранирование не требуется. Очень чувствительные аналоговые устройства (усилители и датчики уровня УФ или нВ) нуждаются в экранировании. Прежде всего нужно знать, к каким частотам восприимчива электроника. Если это цифровые контакты, маловероятно, что обычное скучное излучение вызовет 100 мВ, необходимых для переключения бита на цифровом канале 3,3 В. Если вы находитесь в среде с более высоким уровнем излучения, вы всегда можете заземлить небольшой конденсатор (в диапазоне нФ или пФ) или даже сделать небольшой фильтр нижних частот в зависимости от частотных потребностей ваших цифровых каналов. Дифференциальный канал, такой как RS485, не будет так восприимчив к шуму из-за своей дифференциальной природы.

Какие компоненты я должен покрыть? Мои покрывающие группы, которые я объяснил выше, правильны? Или я должен покрыть все компоненты в 1 щите. Или какие-то другие комбинации?

Опять же, это зависит от того, пытаетесь ли вы заблокировать излучение или предотвратить выход излучения из вашего устройства. Если вы пытаетесь заблокировать излучение от платы, обычно достаточно экрана над источниками излучения (микропроцессоры и часы). Если вы пытаетесь заблокировать его, потребуется гораздо более глубокий анализ (для объяснения которого требуется книга).

Куда должны быть подключены экранные площадки? Прямо на землю или шасси или куда угодно?

Лучшее место для подключения контактных площадок экрана — это то, что ток, генерируемый на экране, возвращается обратно к источнику (путь наименьшей индуктивности). Минимизируйте индуктивность между экраном и источником РЧ. Обычно это заземление печатной платы, но не обязательно. Есть ситуации, когда это невозможно.