Ana akeh cara kanggo ngatasi masalah EMI. Cara dipateni EMI modern kalebu: nggunakake lapisan supresi EMI, milih bagean supresi EMI sing cocog, lan desain simulasi EMI. Miwiti saka sing paling dhasar PCB tata letak, artikel iki mbahas peran lan Techniques desain saka PCB dilapisi numpuk ing kontrol radiation EMI.

Nempatake kanthi wajar kapasitor kanthi kapasitas sing cocog ing cedhak pin sumber daya IC bisa nggawe voltase output IC mlumpat luwih cepet. Nanging, masalah ora mungkasi ing kene. Amarga respon frekuensi winates saka kapasitor, iki ndadekake kapasitor ora bisa kanggo generate daya harmonik dibutuhake kanggo drive output IC resik ing band frekuensi lengkap. Kajaba iku, voltase transien sing dibentuk ing garis bus daya bakal nggawe penurunan voltase ing induktor jalur decoupling. Tegangan transien iki minangka sumber interferensi EMI mode umum utama. Kepiye cara ngatasi masalah kasebut?

Minangka adoh minangka IC ing Papan sirkuit kita ngangap, lapisan daya watara IC bisa dianggep minangka kapasitor frekuensi dhuwur banget, kang bisa ngumpulake bagean saka energi trocoh dening kapasitor diskrèt sing nyedhiyani energi frekuensi dhuwur kanggo resik. output. Kajaba iku, induktansi lapisan daya sing apik kudu cilik, saengga sinyal transien sing disintesis dening induktansi uga cilik, saéngga nyuda EMI mode umum.

Mesthi, sambungan antarane lapisan daya lan pin daya IC kudu cendhak sabisa, amarga pinggiran Rising saka sinyal digital saya cepet lan luwih cepet, lan iku paling apik kanggo nyambung langsung menyang pad ngendi daya IC. pin dumunung. Iki kudu dibahas kanthi kapisah.

Kanggo ngontrol EMI mode umum, bidang daya kudu mbantu decoupling lan duwe induktansi sing cukup sithik. Pesawat daya iki kudu dadi pasangan pesawat daya sing dirancang kanthi apik. Ana sing takon, kepiye carane apik? Jawaban kanggo pitakonan gumantung ing layering saka sumber daya, bahan antarane lapisan, lan frekuensi operasi (yaiku, fungsi wektu munggah saka IC). Umumé, jarak lapisan daya 6mil, lan interlayer minangka materi FR4, kapasitansi sing padha karo lapisan daya saben inci persegi kira-kira 75pF. Temenan, luwih cilik jarak lapisan, luwih gedhe kapasitansi.

Ora akeh piranti kanthi wektu munggah 100 nganti 300 ps, ​​​​nanging miturut kecepatan pangembangan IC saiki, piranti kanthi wektu mundhak ing kisaran 100 nganti 300 ps bakal duwe proporsi sing dhuwur. Kanggo sirkuit karo wektu munggah saka 100 kanggo 300ps, 3mil jarak lapisan bakal ora cocok maneh kanggo paling aplikasi. Ing wektu iku, perlu nggunakake teknologi layering kanthi jarak lapisan kurang saka 1 mil, lan ngganti bahan dielektrik FR4 kanthi bahan kanthi konstanta dielektrik sing dhuwur. Saiki, keramik lan plastik keramik bisa nyukupi syarat desain sirkuit wektu munggah 100 nganti 300 ps.

Sanajan bahan anyar lan cara anyar bisa digunakake ing mangsa ngarep, kanggo sirkuit wektu munggah 1 nganti 3ns umum saiki, jarak lapisan 3 nganti 6mil lan bahan dielektrik FR4, biasane cukup kanggo nangani harmonik dhuwur lan nggawe sinyal transien cukup sithik. , tegese, EMI mode umum bisa dikurangi banget. Ing PCB dilapisi conto desain tumpukan diwenehi ing artikel iki bakal nganggep jarak lapisan saka 3 kanggo 6 mils.

Perisai elektromagnetik

Saka perspektif jejak sinyal, strategi layering sing apik yaiku kanggo nyelehake kabeh jejak sinyal ing siji utawa luwih lapisan, lapisan kasebut ana ing jejere lapisan daya utawa lapisan lemah. Kanggo sumber daya, strategi layering apik kudu lapisan daya jejer kanggo lapisan lemah, lan jarak antarane lapisan daya lan lapisan lemah minangka cilik sabisa. Iki sing diarani strategi “lapisan”.

PCB numpuk

Strategi tumpukan apa sing bisa mbantu nglindhungi lan nyuda EMI? Skema tumpukan berlapis ing ngisor iki nganggep yen arus sumber daya mili ing lapisan siji, lan voltase siji utawa pirang-pirang voltase disebarake ing bagean sing beda ing lapisan sing padha. Kasus sawetara lapisan daya bakal dibahas mengko.

Papan 4-lapisan

Ana sawetara masalah potensial karo desain Papan 4-lapisan. Kaping pisanan, papan papat lapisan tradisional kanthi kekandelan 62 mil, sanajan lapisan sinyal ana ing lapisan njaba, lan lapisan daya lan lemah ana ing lapisan njero, jarak antarane lapisan daya lan lapisan lemah. isih gedhe banget.

Yen requirement biaya iku pisanan, sampeyan bisa nimbang loro alternatif ing ngisor iki kanggo Papan 4-lapisan tradisional. Iki loro solusi bisa nambah kinerja dipatèni EMI, nanging mung cocok kanggo aplikasi ngendi Kapadhetan komponen ing Papan cukup kurang lan ana cukup wilayah watara komponen (nyeleh lapisan tembaga daya dibutuhake).

Pilihan pisanan iku pilihan pisanan. Lapisan njaba PCB kabeh lapisan lemah, lan loro lapisan tengah sinyal / lapisan daya. Sumber daya ing lapisan sinyal wis routed karo garis sudhut, kang bisa nggawe impedansi path saka sumber daya saiki kurang, lan impedansi saka path microstrip sinyal uga kurang. Saka perspektif kontrol EMI, iki minangka struktur PCB 4-lapisan paling apik sing kasedhiya. Ing skema kapindho, lapisan njaba nggunakake daya lan lemah, lan rong lapisan tengah nggunakake sinyal. Dibandhingake karo papan 4-lapisan tradisional, dandan luwih cilik, lan impedansi interlayer kurang kaya papan 4-lapisan tradisional.

Yen sampeyan pengin ngontrol impedansi jejak, skema tumpukan ing ndhuwur kudu ati-ati banget kanggo ngatur jejak ing sangisore pulo tembaga daya lan lemah. Kajaba iku, pulo tembaga ing sumber daya utawa lapisan lemah kudu disambungake sabisa kanggo njamin konektivitas DC lan frekuensi rendah.

Papan 6-lapisan

Yen Kapadhetan komponen ing Papan 4-lapisan relatif dhuwur, Papan 6-lapisan paling apik. Nanging, sawetara rencana numpuk ing desain Papan 6-lapisan ora cukup apik kanggo tameng kolom elektromagnetik, lan duwe pengaruh sethitik ing abang saka sinyal transien saka bis daya. Rong conto sing dibahas ing ngisor iki.

Ing kasus sing sepisanan, sumber daya lan lemah diselehake ing lapisan kaping 2 lan kaping 5. Amarga impedansi dhuwur saka lapisan tembaga saka sumber daya, iku banget unfavorable kanggo ngontrol radiation EMI mode umum. Nanging, saka sudut pandang kontrol impedansi sinyal, cara iki bener banget.