consideraciones generales para diseño de circuitos electrónicos
DESCRIPTION
Consideraciones generales para diseño de circuitos electrónicosTRANSCRIPT
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A. Portada
Consideraciones Consideraciones generales para generales para
diseño de circuitos diseño de circuitos electrónicoselectrónicos
Alberto [email protected]
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Agenda
● Pirámide de la Normalización y Normativa Venezolana● ISO 14971 / ISO 13485 / Otras ISO relacionadas a dispositivos
médicos● Relación señal/ruido (preámbulo)● Introducción a IEC60601-1 (3ra. Edición) – Fuentes de Poder de Uso
Médico● Fuentes generadoras de ruido● Circuitos de Aislamiento – Señal Análoga● Circuitos de Aislamiento – Manejo de Cargas
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Pirámide de la normalización
PDVSAPDVSA, , PHILIPSPHILIPS, , BAYERBAYER, , BRISOLBRISOL, , SAMSUNGSAMSUNG
FONDONORMAFONDONORMA, , CODELECTRACODELECTRA, , ASOQUIMASOQUIM,,CINVICRE, CINVICRE, FAVENPAFAVENPA, , ASMEASME, , ASTMASTM
COVENINCOVENIN (Oficial), UNE, (Oficial), UNE, ICONTECICONTEC,,IRAMIRAM, ABNT, NOM (México), ABNT, NOM (México)
COPANTCOPANT (América) (América)CENCEN (Europa) (Europa)
ISOISOIInternationalnternational
Organization forOrganization forStandardizationStandardization
Normas Internacionales
Normas Regionales
Normas Nacionales
Normas de Asociación
Normas de Empresa
Fluj
o y/
o in
terc
ambi
o de
info
rmac
ión
norm
ativ
a
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
ISO 14971 / ISO 13485ISO 14971:2007 specifies a process for a manufacturer to identify the hazards associated with medical devices, including in vitro diagnostic (IVD) medical devices, to estimate and evaluate the associated risks, to control these risks, and to monitor the effectiveness of the controls.
The requirements of ISO 14971:2007 are applicable to all stages of the life-cycle of a medical device.
ISO 14971:2007Medical devices -- Application of risk management to medical devices
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
ISO 14971 / ISO 13485ISO 13485:2003 specifies requirements for a quality management system where an organization needs to demonstrate its ability to provide medical devices and related services that consistently meet customer requirements and regulatory requirements applicable to medical devices and related services.
ISO 13485:2003Medical devices -- Quality management systems -- Requirements for regulatory purposes
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
ISO 14971 / ISO 13485
ISO 15223 Medical devices – Symbols to be used with medical device labels, labelling, and information to be supplied
ISO 10993 Biological evaluation of medical devices
ISO 14155:2011 Clinical investigation of medical devices for human subjects – Good clinical practice
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Relación Señal/Ruido
La relación señal/ruido (en inglés Signal to noise ratio
SNR o S/N) se define como el margen que hay
entre la potencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido que la
corrompe. Este margen es medido en decibelios.
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
IEC60601-1 (3ra. Edición)
IEC60601-1 3rd edition demands that two means of IEC60601-1 3rd edition demands that two means of protection (MOPs), or isolation barriers exist where protection (MOPs), or isolation barriers exist where
patients may come into contact with equipmentpatients may come into contact with equipment
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
IEC60601-1 (3ra. Edición)
NO cumple con lanormativa médica
SI cumple con lanormativa médica
Ejemplo sobre un componentebásico como lo es una fuentede poder o de alimentación
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Relación Señal/Ruido
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Clasificación del Ruido Eléctrico● Clasificados en:
– EMI → Interferencia Electromagnética– RFI → Interferencia de Radiofrecuencia– ESD → Descarga Electrostática
● Y los parámetros involucrados– Amplitud– Frecuencia– Velocidad– Impedancia– Distancia– Temperatura
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Fuentes de Ruido EléctricoRuidos eléctricos conducidos Ruidos eléctricos radiados
Ruido eléctrico generado por el propio circuito
- Variaciones bruscas de corriente- Carga y descarga de condensadores- Encendido y apagado de elementos del circuito- Acoplo por impedancia compartida por varias etapas- Resonancias y oscilaciones asociadas a ellas
- Osciladores, relojes y elementos similares.- Emisión a altas frecuencias- Radio- Acoplo capacitivo entre pistas- Acoplo inductivo entre pistas- Componentes magnéticos- Contactores y relés
Ruido eléctrico externo al circuito
- Perturbaciones de la red eléctrica, provocadas por conexión y desconexión de cargas, o por variaciones bruscas del consumo energético, por ejemplo- Perturbaciones recogidas por las lineas de entradas y salidas del equipo
- Motores y máquinas eléctricas- Elementos de radiofrecuencia- Ordenadores y sistemas digitales- Relés y contactores- Transformadores- Cables, fluorescentes y elementos similares- Fenómenos atmosféricos
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Elementos que participan, caso del condensador
Comportamiento de la
Impedancia de un Capacitor
Real
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Elementos que participan, caso del condensador
Tipos de Capacitores
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Elementos que participan, caso del condensador
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Elementos que participan, caso del condensador
El Capacitor de desvío debe estar cercano al Circuito
Integrado, ellos sirve para reducir el área encerrada y la inductancia.
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Elementos que participan, caso de la bobina
Campo magnético en el núcleo inductor
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Elementos que participan, caso de bobina y condensador
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Elementos que participan, caso de bobina y condensador
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Elementos que participan, caso de bobina y condensador
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
● El Plano Masa
● Punto Estrella
● DGND y AGND
● Fuente de Alimentación
● Orientación de los Componentes
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Distribución de las líneas de tierra
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Conexión tipo estrella
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Concepto de la Tierra Multipunto
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Como conectar una tierra multipunto
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Sistema Multipunto
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Plano de tierra uC PIC
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Desacoplar todos los voltajes de alimentación de los chips analógicos con capacitores de alta frecuencia.
Usar filtros de alta frecuencia en todas las líneas que permita el PCB.
Usar filtros de alta frecuencia en los voltajes de referencia si no hay aterramiento.
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Un apropiado ruteo de señales en el diseño puede reducir el acoplamiento inductivo
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Un ejemplo de un BUEN ruteo en las pistas que llevan el
Voltaje de Alimentación (izquierda) y un MAL
ruteo (derecha)
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Ruteo de pistas de señales No-Ideal y
Mejorado
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Trazando pistas para los pines de Alimentación
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
El término “línea finita” es una traducción aproximada del inglés “Line Termination”. Una
línea finita es una carga resistiva que se coloca al final de la pista donde se transmite la
señal, la idea de la carga resistiva es balancear la línea de transmisión y mantener
la impedancia característica de la pista. Plagas de absorción dieléctrica en respuesta dinámica en PCB
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Consideraciones al Diseñar un Circuito Impreso o PCB
Ing. Alberto Medrano, [email protected]
codeA, C.A. - Corporación de Diseño Electrónico de Avanzada, C.A.
Referencias
Referencias:International Organization for Standardization, http://www.iso.org/Comisión Panamericana de Normas Técnicas, http://www.copant.org/Comité de Electricidad, http://www.codelectra.org/ISO 14971, http://en.wikipedia.org/wiki/ISO_14971ISO 13485, http://en.wikipedia.org/wiki/ISO_13485Hablemos del Ruido Eléctrico, http://www.electronicadidacta.com/hablemos-del-ruido-electrico.htm
Ruido eléctrico: Diseñando PCBs inmunes a los ruidos eléctricos,http://www.javierlongares.com/arte-en-8-bits/ruido-electrico-disenando-pcbs-inmunes-a-los-ruidos-electricos/