Adunay daghang mga paagi aron masulbad ang mga problema sa EMI. Ang modernong mga pamaagi sa pagsumpo sa EMI naglakip sa: paggamit sa EMI suppression coatings, pagpili sa angay nga EMI suppression parts, ug EMI simulation design. Sugod gikan sa labing sukaranan PCB layout, kini nga artikulo naghisgot sa papel ug disenyo nga mga teknik sa PCB layered stacking sa pagkontrolar sa EMI radiation.

Ang makatarunganon nga pagbutang sa mga capacitor sa angay nga kapasidad duol sa mga power supply pin sa IC makahimo sa IC output nga boltahe nga molukso nga mas paspas. Apan, ang problema wala matapos dinhi. Tungod sa limitado nga frequency nga tubag sa mga capacitor, kini naghimo sa mga capacitor nga dili makamugna sa harmonic power nga gikinahanglan aron limpyo ang output sa IC sa tibuok frequency band. Dugang pa, ang lumalabay nga boltahe nga naporma sa power bus bar mahimong usa ka drop sa boltahe tabok sa inductor sa decoupling path. Kini nga mga lumalabay nga boltahe mao ang nag-unang komon nga mode nga EMI interference nga mga tinubdan. Unsaon nato pagsulbad kini nga mga problema?

Kutob sa IC sa among circuit board, ang power layer sa palibot sa IC mahimong isipon nga usa ka maayo kaayo nga high-frequency capacitor, nga makakolekta sa bahin sa enerhiya nga na-leak sa discrete capacitor nga naghatag og high-frequency nga enerhiya alang sa limpyo. output. Dugang pa, ang inductance sa usa ka maayo nga layer sa gahum kinahanglan nga gamay, mao nga ang lumalabay nga signal nga gi-synthesize sa inductance gamay ra usab, sa ingon pagkunhod sa komon nga mode EMI.

Siyempre, ang koneksyon tali sa power layer ug sa IC power pin kinahanglan nga mubo kutob sa mahimo, tungod kay ang pagtaas sa ngilit sa digital signal nagkakusog ug mas paspas, ug labing maayo nga ikonektar kini direkta sa pad diin ang gahum sa IC nahimutang ang pin. Kinahanglang hisgotan kini nga lahi.

Aron makontrol ang common-mode EMI, ang power plane kinahanglang motabang sa decoupling ug adunay igo nga ubos nga inductance. Kini nga power plane kinahanglan nga usa ka maayong pagkadisenyo nga parisan sa mga power plane. Tingali adunay mangutana, unsa ka maayo ang maayo? Ang tubag sa pangutana nagdepende sa layering sa suplay sa kuryente, mga materyales sa taliwala sa mga layer, ug ang frequency sa pag-operate (nga mao, usa ka function sa oras sa pagtaas sa IC). Kasagaran, ang gilay-on sa power layer mao ang 6mil, ug ang interlayer mao ang FR4 nga materyal, ang katumbas nga kapasidad sa power layer kada square inch maoy mga 75pF. Dayag, ang gamay nga gilay-on sa layer, mas dako ang kapasidad.

Wala’y daghang mga aparato nga adunay pagtaas sa oras nga 100 hangtod 300 ps, ​​​​apan sumala sa karon nga katulin sa pag-uswag sa IC, ang mga aparato nga adunay taas nga oras sa sakup nga 100 hangtod 300 ps ang mag-okupar sa usa ka taas nga proporsyon. Alang sa mga sirkito nga adunay taas nga oras nga 100 hangtod 300ps, ang 3mil nga gilay-on sa layer dili na angay alang sa kadaghanan sa mga aplikasyon. Niadtong panahona, gikinahanglan ang paggamit sa teknolohiya sa layering nga adunay gilay-on nga layer nga ubos pa sa 1 mil, ug ilisan ang FR4 dielectric nga mga materyales nga adunay mga materyales nga adunay taas nga dielectric constants. Karon, ang mga seramiko ug mga plastik nga seramik makatagbo sa mga kinahanglanon sa disenyo sa 100 hangtod 300 ps nga pagtaas sa mga sirkito sa oras.

Bisan kung ang mga bag-ong materyales ug bag-ong mga pamaagi mahimong magamit sa umaabot, alang sa kasagaran nga 1 hangtod 3ns nga pagtaas sa oras sa mga sirkito, 3 hangtod 6mil nga gilay-on sa layer ug FR4 nga dielectric nga mga materyales, kasagaran igo na aron madumala ang mga high-end nga harmonics ug himuon nga gamay ang transient signal. , sa ato pa, ang Common mode EMI mahimong mubu nga ubos kaayo. Ang PCB layered stacking nga mga panig-ingnan sa disenyo nga gihatag niini nga artikulo mag-angkon sa usa ka layer nga gilay-on sa 3 ngadto sa 6 mils.

Proteksyon sa electromagnetic

Gikan sa panan-aw sa mga pagsubay sa signal, ang usa ka maayo nga estratehiya sa layering kinahanglan nga ibutang ang tanan nga mga pagsubay sa signal sa usa o daghan pa nga mga lut-od, kini nga mga lut-od sunod sa power layer o ground layer. Alang sa suplay sa kuryente, ang usa ka maayo nga estratehiya sa layering kinahanglan nga ang layer sa kuryente kasikbit sa layer sa yuta, ug ang distansya tali sa layer sa kuryente ug ang layer sa yuta gamay ra kutob sa mahimo. Mao kini ang gitawag nato nga “layering” nga estratehiya.

PCB stacking

Unsang matanga sa estratehiya sa stacking ang makatabang sa pagpanalipod ug pagsumpo sa EMI? Ang mosunud nga layered stacking scheme nagdahum nga ang suplay sa kuryente nag-agay sa usa ka layer, ug ang usa ka boltahe o daghang mga boltahe giapod-apod sa lainlaing mga bahin sa parehas nga layer. Ang kaso sa daghang mga layer sa kuryente hisgutan sa ulahi.

4-layer nga tabla

Adunay ubay-ubay nga posibleng mga problema sa disenyo sa 4-layer board. Una sa tanan, ang tradisyonal nga upat ka layer board nga adunay gibag-on nga 62 mils, bisan kung ang signal layer naa sa gawas nga layer, ug ang gahum ug yuta nga mga sapaw naa sa sulod nga layer, ang gilay-on tali sa power layer ug sa yuta nga layer. dako pa kaayo.

Kung ang kinahanglanon sa gasto mao ang una, mahimo nimong hunahunaon ang mosunod nga duha ka alternatibo sa tradisyonal nga 4-layer board. Kining duha ka mga solusyon makapauswag sa performance sa EMI suppression, apan kini angay lamang alang sa mga aplikasyon diin ang component density sa board igo nga ubos ug adunay igo nga lugar sa palibot sa mga sangkap (ibutang ang gikinahanglan nga power copper layer).

Ang una nga kapilian mao ang una nga kapilian. Ang gawas nga mga lut-od sa PCB mao ang tanan nga mga lut-od sa yuta, ug ang tunga nga duha ka mga lut-od kay signal/power layers. Ang suplay sa kuryente sa layer sa signal gipaagi sa usa ka lapad nga linya, nga mahimo’g himuon nga ubos ang impedance sa agianan sa suplay sa kuryente, ug ang impedance sa agianan sa signal microstrip gamay usab. Gikan sa panan-aw sa kontrol sa EMI, kini ang labing kaayo nga 4-layer nga istruktura sa PCB nga magamit. Sa ikaduha nga laraw, ang gawas nga layer naggamit sa gahum ug yuta, ug ang tunga nga duha nga mga layer naggamit mga signal. Kung itandi sa tradisyonal nga 4-layer board, ang pag-uswag mas gamay, ug ang interlayer impedance sama ka kabus sa tradisyonal nga 4-layer board.

Kung gusto nimo makontrol ang pagsubay sa impedance, ang laraw sa pag-stack sa ibabaw kinahanglan nga mag-amping pag-ayo aron mahikay ang mga bakas sa ilawom sa gahum ug yuta nga mga isla nga tumbaga. Dugang pa, ang mga isla nga tumbaga sa suplay sa kuryente o layer sa yuta kinahanglan nga magkadugtong kutob sa mahimo aron masiguro ang koneksyon sa DC ug ubos nga frequency.

6-layer nga tabla

Kung ang densidad sa mga sangkap sa usa ka 4-layer board medyo taas, usa ka 6-layer board ang labing maayo. Bisan pa, ang pipila nga mga stacking scheme sa 6-layer board nga disenyo dili igo aron mapanalipdan ang electromagnetic field, ug adunay gamay nga epekto sa pagkunhod sa transient signal sa power bus. Duha ka pananglitan ang gihisgutan sa ubos.

Sa una nga kaso, ang suplay sa kuryente ug yuta gibutang sa ika-2 ug ika-5 nga layer matag usa. Tungod sa taas nga impedance sa copper coating sa power supply, dili kaayo maayo nga kontrolon ang komon nga mode nga EMI radiation. Bisan pa, gikan sa punto sa panglantaw sa pagkontrol sa signal impedance, kini nga pamaagi husto kaayo.