EMI პრობლემების გადაჭრის მრავალი გზა არსებობს. EMI ჩახშობის თანამედროვე მეთოდები მოიცავს: EMI ჩახშობის საფარების გამოყენებას, შესაბამისი EMI ჩახშობის ნაწილების შერჩევას და EMI სიმულაციის დიზაინს. დაწყებული ყველაზე ძირითადიდან PCB განლაგება, ეს სტატია განიხილავს PCB ფენიანი დაწყობის როლსა და დიზაინის ტექნიკას EMI გამოსხივების კონტროლში.

შესაბამისი სიმძლავრის კონდენსატორების გონივრულმა განთავსებამ IC-ის ელექტრომომარაგების ქინძისთავის მახლობლად შეიძლება გამოიწვიოს IC გამომავალი ძაბვის ნახტომი უფრო სწრაფად. თუმცა, პრობლემა აქ არ მთავრდება. კონდენსატორების შეზღუდული სიხშირის პასუხის გამო, ეს აიძულებს კონდენსატორებს ვერ გამოიმუშაონ ჰარმონიული სიმძლავრე, რომელიც საჭიროა IC გამომავალი სისუფთავე სრულ სიხშირის დიაპაზონში. გარდა ამისა, გარდამავალი ძაბვა, რომელიც წარმოიქმნება დენის ავტობუსის ზოლზე, წარმოქმნის ძაბვის ვარდნას გამყოფი ბილიკის ინდუქტორზე. ეს გარდამავალი ძაბვები არის ძირითადი საერთო რეჟიმი EMI ჩარევის წყაროები. როგორ უნდა მოვაგვაროთ ეს პრობლემები?

რაც შეეხება ჩვენს მიკროსქემის დაფაზე IC-ს, IC-ის ირგვლივ დენის ფენა შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც შესანიშნავი მაღალი სიხშირის კონდენსატორი, რომელსაც შეუძლია შეაგროვოს დისკრეტული კონდენსატორის მიერ გაჟონილი ენერგიის ნაწილი, რომელიც უზრუნველყოფს მაღალი სიხშირის ენერგიას სისუფთავისთვის. გამომავალი. გარდა ამისა, კარგი სიმძლავრის ფენის ინდუქციურობა მცირე უნდა იყოს, ამიტომ ინდუქციით სინთეზირებული გარდამავალი სიგნალი ასევე მცირეა, რითაც ამცირებს საერთო რეჟიმის EMI-ს.

რა თქმა უნდა, კავშირი დენის ფენასა და IC დენის პინს შორის უნდა იყოს რაც შეიძლება მოკლე, რადგან ციფრული სიგნალის ამომავალი კიდე უფრო და უფრო სწრაფად ხდება და უმჯობესია ის პირდაპირ ბალიშზე დააკავშიროთ, სადაც IC არის ჩართული. pin მდებარეობს. ეს ცალკე უნდა იყოს განხილული.

საერთო რეჟიმის EMI-ს გასაკონტროლებლად, ელექტრული სიბრტყე უნდა დაეხმაროს გათიშვას და ჰქონდეს საკმარისად დაბალი ინდუქციურობა. ეს ელექტრო თვითმფრინავი უნდა იყოს კარგად შემუშავებული ელექტრული თვითმფრინავების წყვილი. შეიძლება ვინმემ იკითხოს, რამდენად კარგია კარგი? კითხვაზე პასუხი დამოკიდებულია ელექტრომომარაგების ფენაზე, ფენებს შორის არსებულ მასალებზე და მუშაობის სიხშირეზე (ანუ IC-ის აწევის დროის ფუნქციაზე). ზოგადად, სიმძლავრის ფენის მანძილი არის 6 მილი, ხოლო ფენა არის FR4 მასალა, ეკვივალენტური სიმძლავრე კვადრატულ ინჩზე არის დაახლოებით 75 pF. ცხადია, რაც უფრო მცირეა ფენის მანძილი, მით მეტია ტევადობა.

არ არის ბევრი მოწყობილობა 100-დან 300 ps-მდე აწევის დროით, მაგრამ მიმდინარე IC განვითარების სიჩქარის მიხედვით, მოწყობილობები, რომელთა აწევის დრო 100-დან 300 ps-მდე დიაპაზონშია, დიდ პროპორციას დაიკავებს. 100-დან 300 ps-მდე აწევის დროის სქემებისთვის, ფენების 3 მილი ინტერვალი აღარ იქნება შესაფერისი უმეტეს აპლიკაციებისთვის. იმ დროს საჭირო იყო ფენების ტექნოლოგიის გამოყენება 1 მილზე ნაკლები მანძილით და FR4 დიელექტრიკული მასალების ჩანაცვლება მაღალი დიელექტრიკული მუდმივების მქონე მასალებით. ახლა კერამიკასა და კერამიკულ პლასტმასს შეუძლია დააკმაყოფილოს 100-დან 300 ps-მდე აწევის დროის სქემების დიზაინის მოთხოვნები.

მიუხედავად იმისა, რომ მომავალში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ახალი მასალები და ახალი მეთოდები, დღევანდელი საერთო 1-დან 3 წმ-მდე აწევის დროის სქემებისთვის, 3-დან 6 მილ-მდე ფენების დაშორებით და FR4 დიელექტრიკული მასალებისთვის, ჩვეულებრივ საკმარისია მაღალი დონის ჰარმონიების დამუშავება და გარდამავალი სიგნალი საკმარისად დაბალი იყოს. ანუ, საერთო რეჟიმის EMI შეიძლება შემცირდეს ძალიან დაბალზე. PCB ფენიანი დაწყობის დიზაინის მაგალითები, რომლებიც მოცემულია ამ სტატიაში, მიიღებს ფენის დაშორებას 3-დან 6 მილამდე.

ელექტრომაგნიტური დამცავი

სიგნალის კვალის პერსპექტივიდან, კარგი შრეების სტრატეგია უნდა იყოს ყველა სიგნალის კვალის დაყენება ერთ ან მეტ ფენაზე, ეს ფენები დენის ფენის ან მიწის ფენის გვერდით არის. ელექტრომომარაგებისთვის კარგი ფენების სტრატეგია უნდა იყოს ის, რომ დენის ფენა მიმდებარედ იყოს გრუნტის ფენასთან და მანძილი დენის ფენასა და მიწის ფენას შორის იყოს რაც შეიძლება მცირე. ეს არის ის, რასაც ჩვენ ვუწოდებთ “ფენების” სტრატეგიას.

PCB დაწყობა

რა სახის დაწყობის სტრატეგიას შეუძლია დაეხმაროს EMI-ს დაცვას და ჩახშობას? შემდეგი ფენიანი დაწყობის სქემა ვარაუდობს, რომ ელექტრომომარაგების დენი მიედინება ერთ ფენაზე და ერთი ძაბვა ან მრავალჯერადი ძაბვა ნაწილდება იმავე ფენის სხვადასხვა ნაწილში. რამდენიმე დენის ფენის შემთხვევა მოგვიანებით იქნება განხილული.

4 ფენიანი დაფა

არსებობს რამდენიმე პოტენციური პრობლემა 4-ფენიანი დაფის დიზაინთან დაკავშირებით. უპირველეს ყოვლისა, ტრადიციული ოთხფენიანი დაფა, რომლის სისქეა 62 მილი, მაშინაც კი, თუ სიგნალის ფენა გარე ფენაზეა, ხოლო დენის და გრუნტის ფენები არის შიდა ფენაზე, მანძილი დენის ფენასა და მიწის ფენას შორის. ჯერ კიდევ ძალიან დიდია.

თუ ღირებულების მოთხოვნა პირველია, შეგიძლიათ განიხილოთ შემდეგი ორი ალტერნატივა ტრადიციული 4-ფენიანი დაფის მიმართ. ამ ორ გადაწყვეტას შეუძლია გააუმჯობესოს EMI ჩახშობის მოქმედება, მაგრამ ისინი შესაფერისია მხოლოდ იმ აპლიკაციებისთვის, სადაც კომპონენტის სიმკვრივე დაფაზე საკმარისად დაბალია და საკმარისი ფართობია კომპონენტების გარშემო (განათავსეთ საჭირო სიმძლავრის სპილენძის ფენა).

პირველი ვარიანტი არის პირველი არჩევანი. PCB-ის გარე ფენები არის დაფქული ფენები, ხოლო შუა ორი ფენა არის სიგნალის/ძაბვის ფენები. სიგნალის შრეზე ელექტრომომარაგება გადის ფართო ხაზით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრომომარაგების დენის ბილიკის წინაღობა დაბალი, ასევე დაბალია სიგნალის მიკროზოლის ბილიკის წინაღობაც. EMI კონტროლის თვალსაზრისით, ეს არის საუკეთესო 4-ფენიანი PCB სტრუქტურა. მეორე სქემაში, გარე ფენა იყენებს ძალასა და მიწას, ხოლო შუა ორი ფენა იყენებს სიგნალებს. ტრადიციულ 4-ფენიან დაფთან შედარებით, გაუმჯობესება უფრო მცირეა, ხოლო ფენების წინაღობა ისეთივე ცუდია, როგორც ტრადიციული 4-ფენიანი დაფა.

თუ გსურთ აკონტროლოთ კვალი წინაღობა, ზემოაღნიშნული დაწყობის სქემა უნდა იყოს ძალიან ფრთხილად, რათა მოაწყოთ კვალი დენის და დაფქული სპილენძის კუნძულების ქვეშ. გარდა ამისა, ელექტრომომარაგების ან მიწის ფენის სპილენძის კუნძულები ერთმანეთთან მაქსიმალურად უნდა იყოს დაკავშირებული, რათა უზრუნველყოს DC და დაბალი სიხშირის კავშირი.

6 ფენიანი დაფა

თუ კომპონენტების სიმკვრივე 4-ფენიან დაფაზე შედარებით მაღალია, საუკეთესოა 6-ფენიანი დაფა. თუმცა, 6-ფენიანი დაფის დიზაინში დაწყობის ზოგიერთი სქემა საკმარისად კარგი არ არის ელექტრომაგნიტური ველის დასაცავად და მცირე გავლენას ახდენს დენის ავტობუსის გარდამავალი სიგნალის შემცირებაზე. ორი მაგალითი განიხილება ქვემოთ.

პირველ შემთხვევაში ელექტრომომარაგება და გრუნტი მოთავსებულია შესაბამისად მე-2 და მე-5 ფენებზე. ელექტრომომარაგების სპილენძის საფარის მაღალი წინაღობის გამო, ძალიან არახელსაყრელია EMI გამოსხივების საერთო რეჟიმის კონტროლი. თუმცა, სიგნალის წინაღობის კონტროლის თვალსაზრისით, ეს მეთოდი ძალიან სწორია.