EMI-ի խնդիրները լուծելու բազմաթիվ եղանակներ կան: EMI ճնշելու ժամանակակից մեթոդները ներառում են. EMI ճնշող ծածկույթների օգտագործում, EMI ճնշող համապատասխան մասերի ընտրություն և EMI մոդելավորման ձևավորում: Սկսած ամենահիմնականից PCB դասավորությունը, այս հոդվածը քննարկում է PCB շերտավոր կուտակման դերն ու նախագծման տեխնիկան EMI ճառագայթումը վերահսկելու գործում:

Համապատասխան հզորության կոնդենսատորների ողջամտորեն տեղադրումը IC-ի էլեկտրամատակարարման քորոցների մոտ կարող է արագացնել IC-ի ելքային լարման թռիչքը: Սակայն խնդիրն այստեղ չի ավարտվում. Կոնդենսատորների սահմանափակ հաճախականության արձագանքի պատճառով դա ստիպում է կոնդենսատորներին անկարող լինել արտադրել ներդաշնակ հզորություն, որն անհրաժեշտ է IC ելքը մաքուր շարժելու համար ամբողջ հաճախականության տիրույթում: Բացի այդ, հոսանքի ավտոբուսի բարում ձևավորված անցողիկ լարումը կձևավորի լարման անկում անջատման ուղու ինդուկտորում: Այս անցողիկ լարումները հիմնական ընդհանուր ռեժիմի EMI միջամտության աղբյուրներն են: Ինչպե՞ս պետք է լուծենք այս խնդիրները։

Ինչ վերաբերում է մեր տպատախտակի IC-ին, ապա IC-ի շուրջ հզորության շերտը կարող է դիտվել որպես գերազանց բարձր հաճախականության կոնդենսատոր, որը կարող է հավաքել դիսկրետ կոնդենսատորի կողմից արտահոսած էներգիայի այն մասը, որն ապահովում է բարձր հաճախականության էներգիա մաքրության համար: ելքը։ Բացի այդ, լավ հզորության շերտի ինդուկտիվությունը պետք է փոքր լինի, ուստի ինդուկտիվությամբ սինթեզված անցողիկ ազդանշանը նույնպես փոքր է, դրանով իսկ նվազեցնելով ընդհանուր ռեժիմի EMI-ն:

Իհարկե, հոսանքի շերտի և IC հոսանքի փին կապը պետք է հնարավորինս կարճ լինի, քանի որ թվային ազդանշանի բարձրացող եզրը գնալով ավելի ու ավելի արագ է դառնում, և ավելի լավ է այն ուղղակիորեն միացնել այն հարթակին, որտեղ IC-ն սնուցվում է: քորոցը գտնվում է. Սա պետք է առանձին քննարկվի:

Ընդհանուր ռեժիմի EMI-ն կառավարելու համար ուժային ինքնաթիռը պետք է օգնի անջատվելուն և ունենա բավական ցածր ինդուկտիվություն: Այս ուժային ինքնաթիռը պետք է լինի լավ նախագծված ուժային ինքնաթիռներ: Ինչ-որ մեկը կարող է հարցնել, թե որքան լավն է լավը: Հարցի պատասխանը կախված է էլեկտրամատակարարման շերտավորումից, շերտերի միջև եղած նյութերից և գործառնական հաճախականությունից (այսինքն՝ IC-ի բարձրացման ժամանակի ֆունկցիայից): Ընդհանրապես, հզորության շերտի հեռավորությունը 6մլ է, իսկ միջաշերտը FR4 նյութ է, հզորության շերտի համարժեք հզորությունը մեկ քառակուսի դյույմ մոտ 75pF է: Ակնհայտ է, որ որքան փոքր է շերտերի տարածությունը, այնքան մեծ է հզորությունը:

100-ից 300 վրկ բարձրացման ժամանակով շատ սարքեր չկան, բայց համաձայն IC-ի զարգացման ներկայիս արագության, 100-ից 300 վրկ բարձրացման ժամանակ ունեցող սարքերը մեծ համամասնություն կզբաղեցնեն: 100-ից 300 վրկ բարձրացման ժամանակ ունեցող սխեմաների համար 3մլ շերտերի տարածությունն այլևս հարմար չի լինի շատ ծրագրերի համար: Այն ժամանակ անհրաժեշտ էր կիրառել շերտավորման տեխնոլոգիա՝ 1 միլ-ից պակաս շերտով, իսկ FR4 դիէլեկտրական նյութերը փոխարինել բարձր դիէլեկտրական հաստատուններով նյութերով։ Այժմ կերամիկան և կերամիկական պլաստմասսաները կարող են բավարարել 100-300 ps բարձրացման ժամանակի սխեմաների նախագծման պահանջները:

Թեև ապագայում կարող են օգտագործվել նոր նյութեր և նոր մեթոդներ, այսօրվա ընդհանուր 1-ից 3 վրկ բարձրացման ժամանակի սխեմաների, 3-ից 6մլ շերտերի տարածության և FR4 դիէլեկտրական նյութերի համար, սովորաբար բավական է բարձրակարգ հարմոնիկները մշակել և անցողիկ ազդանշանը բավականաչափ ցածր դարձնել: Այսինքն, ընդհանուր ռեժիմի EMI-ն կարող է շատ ցածր լինել: Այս հոդվածում տրված PCB-ի շերտավոր կուտակման նախագծման օրինակները կենթադրեն 3-ից 6 միլ շերտերի տարածություն:

Էլեկտրամագնիսական պաշտպանություն

Ազդանշանի հետքերի տեսանկյունից շերտավորման լավ ռազմավարություն պետք է լինի բոլոր ազդանշանների հետքերը մեկ կամ մի քանի շերտերի վրա դնելը, այդ շերտերը գտնվում են ուժային շերտի կամ հիմքի շերտի կողքին: Էներգամատակարարման համար շերտավորման լավ ռազմավարություն պետք է լինի այն, որ ուժային շերտը կից լինի գետնի շերտին, իսկ ուժային շերտի և հողի շերտի միջև հեռավորությունը հնարավորինս փոքր լինի: Սա այն է, ինչ մենք անվանում ենք «շերտավորման» ռազմավարություն:

PCB stacking

Stacking-ի ինչպիսի՞ ռազմավարություն կարող է օգնել պաշտպանել և ճնշել EMI-ն: Հետևյալ շերտավոր սխեման ենթադրում է, որ էլեկտրամատակարարման հոսանքը հոսում է մեկ շերտի վրա, և մեկ լարումը կամ մի քանի լարումները բաշխվում են նույն շերտի տարբեր մասերում: Մի քանի հզորության շերտերի դեպքը կքննարկվի ավելի ուշ:

4-շերտ տախտակ

4-շերտ տախտակի դիզայնի հետ կապված մի քանի հնարավոր խնդիրներ կան: Նախ, ավանդական քառաշերտ տախտակը 62 միլ հաստությամբ, նույնիսկ եթե ազդանշանային շերտը արտաքին շերտի վրա է, իսկ ուժային և գրունտային շերտերը գտնվում են ներքին շերտի վրա, ուժային շերտի և գետնի շերտի միջև հեռավորությունը: դեռ չափազանց մեծ է:

Եթե ​​ծախսերի պահանջն առաջինն է, կարող եք դիտարկել ավանդական 4-շերտ տախտակի հետևյալ երկու այլընտրանքները: Այս երկու լուծումները կարող են բարելավել EMI ճնշելու աշխատանքը, բայց դրանք հարմար են միայն այն ծրագրերի համար, որտեղ բաղադրիչի խտությունը տախտակի վրա բավականաչափ ցածր է և բաղադրիչների շուրջ բավականաչափ տարածք կա (տեղադրեք անհրաժեշտ հզորության պղնձի շերտը):

Առաջին տարբերակը առաջին ընտրությունն է: PCB-ի արտաքին շերտերը բոլորը հողային շերտեր են, իսկ միջին երկու շերտերը ազդանշանային/հոսանքի շերտեր են: Ազդանշանի շերտի վրա սնուցման աղբյուրը ուղղորդվում է լայն գծով, որը կարող է ցածրացնել էլեկտրամատակարարման հոսանքի ուղու դիմադրությունը, ինչպես նաև ցածր է ազդանշանի միկրոշերտի ուղու դիմադրությունը: EMI հսկողության տեսանկյունից սա 4-շերտ PCB-ի հասանելի լավագույն կառուցվածքն է: Երկրորդ սխեմայում արտաքին շերտը օգտագործում է հզորություն և հող, իսկ միջին երկու շերտերն օգտագործում են ազդանշաններ: Համեմատած ավանդական 4-շերտ տախտակի հետ՝ բարելավումն ավելի փոքր է, և միջշերտային դիմադրությունը նույնքան վատ է, որքան ավանդական 4-շերտ տախտակը:

Եթե ​​ցանկանում եք վերահսկել հետքի դիմադրությունը, ապա վերը նշված սխեման պետք է շատ զգույշ լինի, որպեսզի հետքերը դասավորվեն հոսանքի և հողային պղնձե կղզիների տակ: Բացի այդ, էլեկտրամատակարարման կամ հողի շերտի վրա պղնձե կղզիները պետք է հնարավորինս փոխկապակցված լինեն՝ DC և ցածր հաճախականությամբ միացում ապահովելու համար:

6-շերտ տախտակ

Եթե ​​4-շերտ տախտակի վրա բաղադրիչների խտությունը համեմատաբար բարձր է, ապա լավագույնը 6-շերտ տախտակն է: Այնուամենայնիվ, 6-շերտ տախտակի ձևավորման որոշ սխեմաներ բավականաչափ լավ չեն էլեկտրամագնիսական դաշտը պաշտպանելու համար և քիչ ազդեցություն ունեն էներգիայի ավտոբուսի անցողիկ ազդանշանի կրճատման վրա: Ստորև քննարկվում են երկու օրինակներ:

Առաջին դեպքում էլեկտրամատակարարումը և հողը տեղադրվում են համապատասխանաբար 2-րդ և 5-րդ շերտերի վրա: Էներգամատակարարման պղնձի ծածկույթի բարձր դիմադրության պատճառով շատ անբարենպաստ է վերահսկել ընդհանուր ռեժիմի EMI ճառագայթումը: Այնուամենայնիվ, ազդանշանի դիմադրության կառավարման տեսանկյունից այս մեթոդը շատ ճիշտ է։