Ci hè parechje manere di risolve i prublemi EMI. I metudi di suppressione EMI muderni includenu: utilizendu rivestimenti di suppressione EMI, selezziunà e parti di suppressione EMI adattate, è u disignu di simulazione EMI. Partendu da i più basi PCB layout, stu articulu discute u rolu è e tecniche di cuncepimentu di stacking in strati di PCB in u cuntrollu di a radiazione EMI.

Ragiunamente pusendu condensatori di capacità approprita vicinu à i pins di l’alimentazione di l’IC pò fà saltà a tensione di output IC più veloce. Tuttavia, u prublema ùn finisce micca quì. A causa di a risposta di frequenza limitata di i condensatori, questu rende i condensatori incapaci di generà a putenza armonica necessaria per guidà l’output IC in modu pulitu in a banda di frequenza completa. Inoltre, a tensione transitoria formata nantu à a barra di l’autobus di putenza formarà una caduta di tensione in l’inductor di a strada di disaccoppiamentu. Queste tensioni transitori sò i principali fonti di interferenza EMI in modu cumuni. Cumu duvemu risolve questi prublemi?

In quantu à l’IC nantu à u nostru circuitu, a capa di putenza intornu à l’IC pò esse cunsiderata cum’è un eccellente capacitore d’alta freccia, chì pò cullà a parte di l’energia filtrata da u condensatore discretu chì furnisce energia d’alta frequenza per pulita. output. Inoltre, l’induttanza di una bona strata di putenza deve esse chjuca, cusì u signale transitori sintetizatu da l’induttanza hè ancu chjuca, riducendu cusì u modu cumuni EMI.

Di sicuru, a cunnessione trà a capa di putenza è u pin di putenza IC deve esse u più cortu pussibule, perchè l’ascesa di u signale digitale hè sempre più veloce, è hè megliu cunnette direttamente à u pad induve u putere IC. pin hè situatu. Questu deve esse discutitu separatamente.

Per cuntrullà l’EMI in modu cumuni, u pianu di a putenza deve aiutà à disaccoppià è avè una induttanza abbastanza bassa. Stu pianu di putenza deve esse un paru di aviò di putenza ben cuncepitu. Qualchissia pò dumandà, quantu hè bonu? A risposta à a quistione dipende da a stratificazione di l’alimentazione, i materiali trà i strati è a freccia di u funziunamentu (vale à dì, una funzione di u tempu di crescita di l’IC). In generale, u spaziu di a putenza di u putere hè 6mil, è l’interlayer hè materiale FR4, a capacità equivalente di u putere di u putere per inch square hè di circa 75pF. Ovviamente, u più chjucu u spaziu di strati, più grande hè a capacità.

Ùn ci sò micca assai dispusitivi cù un tempu di crescita di 100 à 300 ps, ​​​​ma secondu a velocità di sviluppu di l’IC attuale, i dispositi cù un tempu di crescita in a gamma di 100 à 300 ps occupanu una proporzione alta. Per i circuiti cù un tempu di crescita di 100 à 300ps, u spaziu di strati di 3mil ùn serà più adattatu per a maiò parte di l’applicazioni. À quellu tempu, era necessariu d’utilizà a tecnulugia di stratificazione cù un spaziu di strati di menu di 1 mil, è di rimpiazzà i materiali dielettrici FR4 cù materiali cù custanti dielettrici elevati. Avà, a ceramica è a plastica ceramica ponu risponde à i requisiti di cuncepimentu di circuiti di rise time da 100 à 300 ps.

Ancu se i novi materiali è i metudi novi ponu esse aduprati in u futuru, per i circuiti di u tempu di crescita cumuni di 1 à 3ns d’oghje, spazii di strati da 3 à 6mil è materiali dielettrici FR4, hè generalmente abbastanza per trattà l’armoniche high-end è rende u signale transitori abbastanza bassu. , vale à dì , U modu cumuni EMI pò esse ridutta assai bassu. L’esempii di cuncepimentu di stacking in strati di PCB dati in questu articulu assumeranu un spaziu di strati di 3 à 6 mils.

Protezione elettromagnetica

Da a perspettiva di e tracce di signale, una bona strategia di stratificazione deve esse di mette tutte e tracce di signale nantu à una o più strati, sti strati sò vicinu à a capa di putenza o a capa di terra. Per l’alimentazione, una bona strategia di stratificazione deve esse chì a capa di putenza hè adiacente à a capa di terra, è a distanza trà a capa di putenza è a capa di terra hè u più chjucu pussibule. Questu hè ciò chì chjamemu a strategia di “stratificazione”.

Stacking PCB

Chì tippu di strategia di stacking pò aiutà à schermu è suppressione EMI? U schema di stacking in strati seguenti assume chì u currente di l’alimentazione elettrica scorri nantu à una sola capa, è a tensione unica o voltage multipli sò distribuite in diverse parti di a stessa capa. U casu di parechje strati di putenza serà discututu dopu.

Tavola à 4 strati

Ci hè parechje prublemi putenziali cù u disignu di u bordu di 4 strati. Prima di tuttu, u tavulinu tradiziunale di quattru strati cù un gruixu di 62 mils, ancu s’è a strata di signale hè nantu à a capa esterna, è i strati di putere è di terra sò nantu à a capa interna, a distanza trà a capa di putenza è a capa di terra. hè sempre troppu grande.

Se u requisitu di u costu hè u primu, pudete cunsiderà e seguenti duie alternative à a tavola tradiziunale di 4 strati. Sti dui suluzioni ponu migliurà u funziunamentu di suppressione EMI, ma sò solu adattati per l’applicazioni induve a densità di cumpunenti nantu à u bordu hè abbastanza bassu è ci hè abbastanza spaziu intornu à i cumpunenti (puse a strata di rame di putenza necessaria).

A prima opzione hè a prima scelta. I strati esterni di u PCB sò tutti i strati di terra, è i dui strati di u mediu sò strati di signale / putenza. U fornimentu di energia nantu à a capa di signale hè instradatu cù una linea larga, chì pò fà l’impedenza di u percorsu di u currente di alimentazione bassa, è l’impedenza di u percorsu di u microstrip di signale hè ancu bassa. Da a perspettiva di u cuntrollu EMI, questu hè a megliu struttura PCB di 4 strati dispunibule. In u sicondu schema, a capa esterna usa u putere è a terra, è i dui strati di u mediu utilizanu signalazioni. In cunfrontu cù a tavola tradiziunale di 4 strati, a migliione hè più chjuca, è l’impedenza di l’interlayer hè povira cum’è a tavola tradiziunale di 4 strati.

Se vulete cuntrullà l’impedenza di traccia, u schema di stacking sopra deve esse assai attentu à urganizà e tracce sottu à l’isule di rame di putere è di terra. Inoltre, l’isule di ramu nantu à l’alimentazione o a terra di terra deve esse interconnected quant’è pussibule per assicurà a cunnessione DC è di bassa frequenza.

Tavola à 6 strati

Se a densità di cumpunenti nantu à una tavola di 4 strati hè relativamente alta, una tavola di 6 strati hè megliu. Tuttavia, certi schemi di stacking in u disignu di u bordu di 6 strati ùn sò micca abbastanza boni per schermu u campu elettromagneticu, è anu pocu effettu nantu à a riduzione di u signale transitoriu di l’autobus di putenza. Dui esempii sò discututi quì sottu.

In u primu casu, l’alimentazione è a terra sò posti nantu à a 2ª è a 5ª strati rispettivamente. A causa di l’alta impedenza di u revestimentu di ramu di l’alimentazione, hè assai sfavorevule per cuntrullà a radiazione EMI di modu cumuni. Tuttavia, da u puntu di vista di u cuntrollu di l’impedenza di u segnu, stu metudu hè assai currettu.