EMI problemlərini həll etməyin bir çox yolu var. Müasir EMI qarşısının alınması üsullarına aşağıdakılar daxildir: EMI basdıran örtüklərdən istifadə, müvafiq EMI bastırma hissələrinin seçilməsi və EMI simulyasiya dizaynı. Ən əsasdan başlayaraq PCB layout, bu məqalə EMI radiasiyasının idarə edilməsində PCB laylı yığmanın rolu və dizayn üsullarını müzakirə edir.

Müvafiq tutumlu kondansatörlərin IC-nin enerji təchizatı sancaqlarının yaxınlığında ağlabatan şəkildə yerləşdirilməsi IC çıxış gərginliyini daha sürətli sıçraya bilər. Lakin problem bununla bitmir. Kondansatörlərin məhdud tezlik reaksiyasına görə, bu, kondansatörləri tam tezlik diapazonunda IC çıxışını təmiz şəkildə idarə etmək üçün tələb olunan harmonik gücü yarada bilmir. Bundan əlavə, güc şinində əmələ gələn keçici gərginlik, ayırma yolunun induktorunda bir gərginlik düşməsi meydana gətirəcəkdir. Bu keçici gərginliklər əsas ümumi rejim EMI müdaxilə mənbələridir. Bu problemləri necə həll etməliyik?

Elektron lövhəmizdəki IC-yə gəldikdə, IC-nin ətrafındakı güc təbəqəsi, təmizlik üçün yüksək tezlikli enerji təmin edən diskret kondansatör tərəfindən sızan enerjinin bir hissəsini toplaya bilən əla yüksək tezlikli kondansatör kimi qəbul edilə bilər. çıxış. Bundan əlavə, yaxşı bir güc qatının endüktansı kiçik olmalıdır, buna görə də endüktans tərəfindən sintez edilən keçid siqnalı da kiçikdir və bununla da ümumi rejim EMI-ni azaldır.

Əlbəttə ki, güc təbəqəsi ilə IC güc pininin əlaqəsi mümkün qədər qısa olmalıdır, çünki rəqəmsal siqnalın yüksələn kənarı getdikcə daha sürətli olur və onu birbaşa IC gücünün olduğu pad ilə birləşdirmək yaxşıdır. pin yerləşir. Bunu ayrıca müzakirə etmək lazımdır.

Ümumi rejimli EMI-yə nəzarət etmək üçün güc təyyarəsi ayrılmağa kömək etməli və kifayət qədər aşağı endüktansa malik olmalıdır. Bu güc təyyarəsi yaxşı hazırlanmış bir cüt güc təyyarəsi olmalıdır. Kimsə soruşa bilər ki, nə qədər yaxşıdır? Sualın cavabı enerji təchizatının qatlanmasından, təbəqələr arasındakı materiallardan və işləmə tezliyindən (yəni IC-nin yüksəlmə vaxtının funksiyasından) asılıdır. Ümumiyyətlə, güc qatının məsafəsi 6mil, interlayer isə FR4 materialıdır, hər kvadrat düym üçün güc qatının ekvivalent tutumu təxminən 75pF-dir. Aydındır ki, təbəqə aralığı nə qədər kiçik olsa, tutum da bir o qədər böyükdür.

100 ilə 300 ps arasında yüksəlmə müddəti olan bir çox cihaz yoxdur, lakin mövcud IC inkişaf sürətinə görə, 100 ilə 300 ps aralığında yüksəlmə vaxtı olan cihazlar yüksək nisbətdə olacaq. 100-dən 300ps-ə qədər yüksəlmə vaxtı olan sxemlər üçün 3mil təbəqə aralığı artıq əksər tətbiqlər üçün uyğun olmayacaq. Həmin dövrdə laylar arası məsafəsi 1 mildən az olan lay texnologiyasından istifadə etmək və FR4 dielektrik materiallarını yüksək dielektrik sabitliyə malik materiallarla əvəz etmək lazım idi. İndi keramika və keramika plastikləri 100-dən 300 ps-ə qədər yüksəlmə vaxtı sxemlərinin dizayn tələblərinə cavab verə bilər.

Gələcəkdə yeni materiallar və yeni üsullar istifadə oluna bilsə də, bugünkü ümumi 1-3ns yüksəlmə vaxtı sxemləri, 3-6mil təbəqə aralığı və FR4 dielektrik materialları üçün adətən yüksək səviyyəli harmonikləri idarə etmək və keçid siqnalını kifayət qədər aşağı etmək kifayətdir. , yəni ümumi rejim EMI çox aşağı azaldıla bilər. Bu məqalədə verilmiş PCB laylı yığma dizayn nümunələri 3 ilə 6 mil arasında bir təbəqə aralığını nəzərdə tutur.

Elektromaqnit qoruyucu

Siqnal izləri nöqteyi-nəzərindən, bütün siqnal izlərini bir və ya bir neçə təbəqəyə qoymaq üçün yaxşı lay strategiyası olmalıdır, bu təbəqələr güc qatının və ya yer təbəqəsinin yanındadır. Enerji təchizatı üçün yaxşı bir lay strategiyası olmalıdır ki, güc təbəqəsi yer qatına bitişik olsun və güc təbəqəsi ilə yer təbəqəsi arasındakı məsafə mümkün qədər kiçik olsun. Biz bunu “layinq” strategiyası adlandırırıq.

PCB yığma

Hansı növ yığma strategiyası EMI-ni qorumağa və yatırmağa kömək edə bilər? Aşağıdakı laylı yığma sxemi elektrik təchizatı cərəyanının bir təbəqə üzərində axdığını və tək gərginlik və ya çoxlu gərginliyin eyni təbəqənin müxtəlif hissələrində paylandığını nəzərdə tutur. Çoxsaylı güc qatlarının işi daha sonra müzakirə olunacaq.

4 qatlı lövhə

4 qatlı lövhənin dizaynı ilə bağlı bir sıra potensial problemlər var. Hər şeydən əvvəl ənənəvi dörd qatlı lövhənin qalınlığı 62 mil, hətta siqnal təbəqəsi xarici təbəqədə, güc və yer təbəqələri isə daxili təbəqədə olsa belə, güc təbəqəsi ilə yer təbəqəsi arasındakı məsafə. hələ çox böyükdür.

Xərc tələbi birincidirsə, ənənəvi 4 qatlı lövhəyə aşağıdakı iki alternativi nəzərdən keçirə bilərsiniz. Bu iki həll EMI söndürmə işini yaxşılaşdıra bilər, lakin onlar yalnız lövhədə komponent sıxlığının kifayət qədər aşağı olduğu və komponentlərin ətrafında kifayət qədər sahənin olduğu tətbiqlər üçün uyğundur (lazım olan güc mis təbəqəsini yerləşdirin).

Birinci seçim birinci seçimdir. PCB-nin xarici təbəqələrinin hamısı yer təbəqələri, orta iki təbəqə isə siqnal/güc təbəqələridir. Siqnal təbəqəsindəki enerji təchizatı geniş bir xətt ilə aparılır ki, bu da enerji təchizatı cərəyanının yol empedansını aşağı edə bilər və siqnal mikrostrip yolunun empedansı da aşağıdır. EMI nəzarəti baxımından bu, mövcud olan ən yaxşı 4 qatlı PCB quruluşudur. İkinci sxemdə xarici təbəqə güc və torpaqdan, orta iki təbəqə isə siqnallardan istifadə edir. Ənənəvi 4 qatlı lövhə ilə müqayisədə təkmilləşmə daha kiçikdir və təbəqələrarası empedans ənənəvi 4 qatlı lövhə qədər zəifdir.

Siz iz empedansı nəzarət etmək istəyirsinizsə, yuxarıda yığma sxemi güc və yer mis adaları altında izləri təşkil etmək üçün çox diqqətli olmalıdır. Bundan əlavə, DC və aşağı tezlikli əlaqəni təmin etmək üçün enerji təchizatı və ya yer təbəqəsindəki mis adaları mümkün qədər bir-birinə birləşdirilməlidir.

6 qatlı lövhə

4 qatlı lövhədə komponentlərin sıxlığı nisbətən yüksəkdirsə, 6 qatlı lövhə ən yaxşısıdır. Bununla belə, 6 qatlı lövhə dizaynında bəzi yığma sxemləri elektromaqnit sahəsini qorumaq üçün kifayət qədər yaxşı deyil və güc avtobusunun keçici siqnalının azalmasına az təsir göstərir. Aşağıda iki nümunə müzakirə olunur.

Birinci halda, enerji təchizatı və torpaq müvafiq olaraq 2-ci və 5-ci təbəqələrə yerləşdirilir. Enerji təchizatının mis örtüyünün yüksək empedansına görə ümumi rejim EMI radiasiyasını idarə etmək çox əlverişsizdir. Lakin siqnal empedansına nəzarət baxımından bu üsul çox düzgündür.