ईएमआई समस्याओं को हल करने के कई तरीके हैं। आधुनिक ईएमआई दमन विधियों में शामिल हैं: ईएमआई दमन कोटिंग्स का उपयोग करना, उचित ईएमआई दमन भागों का चयन करना, और ईएमआई सिमुलेशन डिजाइन। सबसे बुनियादी से शुरू पीसीबी लेआउट, यह लेख ईएमआई विकिरण को नियंत्रित करने में पीसीबी स्तरित स्टैकिंग की भूमिका और डिजाइन तकनीकों पर चर्चा करता है।

आईसी के बिजली आपूर्ति पिन के पास उचित क्षमता के कैपेसिटर को उचित रूप से रखने से आईसी आउटपुट वोल्टेज तेजी से बढ़ सकता है। हालांकि, समस्या यहीं खत्म नहीं होती है। कैपेसिटर की सीमित आवृत्ति प्रतिक्रिया के कारण, यह कैपेसिटर को पूर्ण आवृत्ति बैंड में आईसी आउटपुट को सफाई से चलाने के लिए आवश्यक हार्मोनिक शक्ति उत्पन्न करने में असमर्थ बनाता है। इसके अलावा, पावर बस बार पर बनने वाला क्षणिक वोल्टेज डिकूपिंग पथ के प्रारंभ करनेवाला में एक वोल्टेज ड्रॉप का निर्माण करेगा। ये क्षणिक वोल्टेज मुख्य सामान्य मोड ईएमआई हस्तक्षेप स्रोत हैं। हमें इन समस्याओं का समाधान कैसे करना चाहिए?

जहां तक ​​हमारे सर्किट बोर्ड पर IC का संबंध है, IC के चारों ओर पावर लेयर को एक उत्कृष्ट उच्च-आवृत्ति संधारित्र के रूप में माना जा सकता है, जो असतत संधारित्र द्वारा लीक की गई ऊर्जा के हिस्से को एकत्र कर सकता है जो स्वच्छ के लिए उच्च-आवृत्ति ऊर्जा प्रदान करता है। आउटपुट इसके अलावा, एक अच्छी शक्ति परत का अधिष्ठापन छोटा होना चाहिए, इसलिए अधिष्ठापन द्वारा संश्लेषित क्षणिक संकेत भी छोटा होता है, जिससे सामान्य मोड ईएमआई कम हो जाती है।

बेशक, पावर लेयर और आईसी पावर पिन के बीच का कनेक्शन जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए, क्योंकि डिजिटल सिग्नल का बढ़ता किनारा तेज और तेज होता जा रहा है, और इसे सीधे उस पैड से जोड़ना सबसे अच्छा है जहां आईसी पावर है पिन स्थित है। इस पर अलग से चर्चा करने की जरूरत है।

कॉमन-मोड ईएमआई को नियंत्रित करने के लिए, पावर प्लेन को डिकूपिंग में मदद करनी चाहिए और पर्याप्त रूप से कम इंडक्शन होना चाहिए। यह पावर प्लेन पावर प्लेन की एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई जोड़ी होनी चाहिए। कोई पूछ सकता है, अच्छा कितना अच्छा है? प्रश्न का उत्तर बिजली की आपूर्ति की परत, परतों के बीच की सामग्री और ऑपरेटिंग आवृत्ति (यानी आईसी के उदय समय का एक कार्य) पर निर्भर करता है। आम तौर पर, पावर लेयर की रिक्ति 6mil है, और इंटरलेयर FR4 सामग्री है, प्रति वर्ग इंच पावर लेयर के बराबर कैपेसिटेंस लगभग 75pF है। जाहिर है, परत रिक्ति जितनी छोटी होगी, समाई उतनी ही अधिक होगी।

100 से 300 पीएस के उदय समय के साथ कई उपकरण नहीं हैं, लेकिन वर्तमान आईसी विकास गति के अनुसार, 100 से 300 पीएस की सीमा में वृद्धि समय वाले उपकरण उच्च अनुपात पर कब्जा कर लेंगे। 100 से 300ps के वृद्धि समय वाले सर्किट के लिए, 3मिली लेयर रिक्ति अब अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं होगी। उस समय, 1 मिलियन से कम की परत रिक्ति के साथ लेयरिंग तकनीक का उपयोग करना और उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक वाली सामग्री के साथ FR4 ढांकता हुआ सामग्री को प्रतिस्थापित करना आवश्यक था। अब, सिरेमिक और सिरेमिक प्लास्टिक 100 से 300 पीएस वृद्धि समय सर्किट की डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।

यद्यपि भविष्य में नई सामग्री और नई विधियों का उपयोग किया जा सकता है, आज के सामान्य 1 से 3ns वृद्धि समय सर्किट, 3 से 6mil परत रिक्ति और FR4 ढांकता हुआ सामग्री के लिए, यह आमतौर पर उच्च अंत हार्मोनिक्स को संभालने और क्षणिक संकेत को काफी कम करने के लिए पर्याप्त है। यानी कॉमन मोड ईएमआई को काफी कम किया जा सकता है। इस आलेख में दिए गए पीसीबी स्तरित स्टैकिंग डिज़ाइन उदाहरण 3 से 6 मिलियन की परत रिक्ति मानेंगे।

विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण

सिग्नल ट्रेस के दृष्टिकोण से, सभी सिग्नल ट्रेस को एक या अधिक परतों पर लगाने के लिए एक अच्छी लेयरिंग रणनीति होनी चाहिए, ये परतें पावर लेयर या ग्राउंड लेयर के बगल में होती हैं। बिजली की आपूर्ति के लिए, एक अच्छी लेयरिंग रणनीति यह होनी चाहिए कि बिजली की परत जमीन की परत से सटी हो, और बिजली की परत और जमीन की परत के बीच की दूरी यथासंभव छोटी हो। इसे हम “लेयरिंग” रणनीति कहते हैं।

पीसीबी स्टैकिंग

किस तरह की स्टैकिंग रणनीति ईएमआई को ढालने और दबाने में मदद कर सकती है? निम्नलिखित स्तरित स्टैकिंग योजना मानती है कि बिजली की आपूर्ति धारा एक परत पर प्रवाहित होती है, और एकल वोल्टेज या एकाधिक वोल्टेज एक ही परत के विभिन्न भागों में वितरित किए जाते हैं। कई शक्ति परतों के मामले पर बाद में चर्चा की जाएगी।

4-परत बोर्ड

4-लेयर बोर्ड डिज़ाइन के साथ कई संभावित समस्याएं हैं। सबसे पहले, पारंपरिक चार-परत बोर्ड 62 लाख की मोटाई के साथ, भले ही सिग्नल परत बाहरी परत पर हो, और शक्ति और जमीन की परतें आंतरिक परत पर हों, बिजली परत और जमीन की परत के बीच की दूरी अभी भी बहुत बड़ा है।

यदि लागत की आवश्यकता पहली है, तो आप पारंपरिक 4-लेयर बोर्ड के लिए निम्नलिखित दो विकल्पों पर विचार कर सकते हैं। ये दो समाधान ईएमआई दमन के प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं, लेकिन वे केवल उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जहां बोर्ड पर घटक घनत्व काफी कम है और घटकों के आसपास पर्याप्त क्षेत्र है (आवश्यक बिजली तांबे की परत रखें)।

पहला विकल्प पहला विकल्प है। पीसीबी की बाहरी परतें सभी जमीनी परतें हैं, और बीच की दो परतें सिग्नल/पावर लेयर हैं। सिग्नल लेयर पर बिजली की आपूर्ति को एक विस्तृत लाइन के साथ रूट किया जाता है, जो बिजली आपूर्ति के पथ प्रतिबाधा को कम कर सकता है, और सिग्नल माइक्रोस्ट्रिप पथ का प्रतिबाधा भी कम है। ईएमआई नियंत्रण के दृष्टिकोण से, यह उपलब्ध सर्वोत्तम 4-लेयर पीसीबी संरचना है। दूसरी योजना में, बाहरी परत शक्ति और जमीन का उपयोग करती है, और बीच की दो परतें संकेतों का उपयोग करती हैं। पारंपरिक 4-लेयर बोर्ड की तुलना में, सुधार छोटा है, और इंटरलेयर प्रतिबाधा पारंपरिक 4-लेयर बोर्ड की तरह खराब है।

यदि आप ट्रेस प्रतिबाधा को नियंत्रित करना चाहते हैं, तो उपरोक्त स्टैकिंग योजना को बिजली और जमीन के तांबे के द्वीपों के नीचे के निशान की व्यवस्था करने के लिए बहुत सावधान रहना चाहिए। इसके अलावा, डीसी और कम आवृत्ति कनेक्टिविटी सुनिश्चित करने के लिए बिजली की आपूर्ति या जमीन की परत पर तांबे के द्वीपों को जितना संभव हो उतना आपस में जोड़ा जाना चाहिए।

6-परत बोर्ड

यदि 4-लेयर बोर्ड पर घटकों का घनत्व अपेक्षाकृत अधिक है, तो 6-लेयर बोर्ड सबसे अच्छा है। हालांकि, 6-लेयर बोर्ड डिज़ाइन में कुछ स्टैकिंग योजनाएं विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को ढालने के लिए पर्याप्त नहीं हैं, और पावर बस के क्षणिक सिग्नल की कमी पर बहुत कम प्रभाव डालती हैं। नीचे दो उदाहरणों पर चर्चा की गई है।

पहले मामले में, बिजली की आपूर्ति और जमीन को क्रमशः दूसरी और 2 वीं परतों पर रखा गया है। बिजली की आपूर्ति के तांबे के कोटिंग के उच्च प्रतिबाधा के कारण, सामान्य मोड ईएमआई विकिरण को नियंत्रित करना बहुत प्रतिकूल है। हालांकि, सिग्नल प्रतिबाधा नियंत्रण के दृष्टिकोण से, यह विधि बहुत सही है।