EMI мәселелерін шешудің көптеген жолдары бар. Қазіргі заманғы EMI басу әдістері мыналарды қамтиды: EMI басу жабындарын пайдалану, сәйкес EMI басу бөліктерін таңдау және EMI ​​модельдеу дизайны. Ең негізгіден бастап ПХД орналасу, бұл мақалада ЭМИ сәулеленуін басқарудағы ПХД қабатты қабаттасудың рөлі мен дизайн әдістері талқыланады.

Сәйкес сыйымдылықтағы конденсаторларды IC қуат көзінің түйреуіштерінің жанында орынды орналастыру IC шығыс кернеуінің секіруін жылдамдатуы мүмкін. Дегенмен, мәселе мұнымен бітпейді. Конденсаторлардың шектеулі жиілік реакциясына байланысты бұл конденсаторларды IC шығысын толық жиілік диапазонында таза жүргізу үшін қажетті гармоникалық қуатты генерациялай алмайды. Сонымен қатар, қуат шинасында пайда болған өтпелі кернеу ажырату жолының индукторында кернеудің төмендеуін құрайды. Бұл өтпелі кернеулер негізгі жалпы режимдегі EMI кедергі көздері болып табылады. Бұл мәселелерді қалай шешуіміз керек?

Біздің схемадағы IC-ге келетін болсақ, IC айналасындағы қуат қабатын таза конденсатор үшін жоғары жиілікті энергиямен қамтамасыз ететін дискретті конденсатордан ағып кеткен энергия бөлігін жинай алатын тамаша жоғары жиілікті конденсатор ретінде қарастыруға болады. шығару. Сонымен қатар, жақсы қуат қабатының индуктивтілігі аз болуы керек, сондықтан индуктивтілік арқылы синтезделген өтпелі сигнал да аз, осылайша жалпы режим EMI азайтады.

Әрине, қуат қабаты мен IC қуат түйреуішінің арасындағы байланыс мүмкіндігінше қысқа болуы керек, өйткені цифрлық сигналдың көтерілу жиегі барған сайын жылдамырақ болып келеді және оны IC қуат алатын тақтаға тікелей қосқан дұрыс. түйреуіш орналасқан. Мұны бөлек талқылау керек.

Жалпы режимдегі EMI басқару үшін қуат жазықтығы ажыратуға көмектесуі және жеткілікті төмен индуктивтілікке ие болуы керек. Бұл күштік ұшақ жақсы жобаланған қуат ұшақтары жұбы болуы керек. Біреу сұрауы мүмкін, қаншалықты жақсы? Сұрақтың жауабы қоректендіру көзінің қабатталуына, қабаттар арасындағы материалдарға және жұмыс жиілігіне (яғни, IC көтерілу уақытының функциясы) байланысты. Әдетте, қуат қабатының аралығы 6 миль, ал аралық қабат – FR4 материалы, бір шаршы дюймге қуат қабатының баламалы сыйымдылығы шамамен 75pF құрайды. Әлбетте, қабат аралығы неғұрлым аз болса, сыйымдылық соғұрлым үлкен болады.

100-ден 300 ps-қа дейін көтерілу уақыты бар құрылғылар көп емес, бірақ қазіргі IC даму жылдамдығына сәйкес 100-ден 300 ps диапазонында көтерілу уақыты бар құрылғылар жоғары үлесті алады. 100-ден 300 сек дейін көтерілу уақыты бар тізбектер үшін 3милл қабат аралығы енді көптеген қолданбалар үшін жарамсыз болады. Ол кезде қабат аралығы 1 мильден аз қабаттау технологиясын қолдану және FR4 диэлектрлік материалдарды диэлектрлік өтімділіктері жоғары материалдармен ауыстыру қажет болды. Енді керамика мен керамикалық пластмассалар 100-ден 300 ps дейін көтерілу уақытының тізбектерінің дизайн талаптарына жауап бере алады.

Болашақта жаңа материалдар мен жаңа әдістер қолданылуы мүмкін болса да, бүгінгі кең таралған 1-ден 3ns-ке дейін көтерілу уақытының тізбектері, 3-тен 6 миль қабат аралығы және FR4 диэлектрлік материалдары үшін әдетте жоғары гармонияларды өңдеу және өтпелі сигналды жеткілікті төмен ету жеткілікті. , яғни , Жалпы режим EMI өте төмен төмендетуге болады. Осы мақалада келтірілген ПХД қабатты қабаттастырғыш дизайн мысалдары қабат аралығы 3-тен 6 мильге дейін болады.

Электромагниттік экрандау

Сигнал іздері тұрғысынан барлық сигнал іздерін бір немесе бірнеше қабаттарға қою жақсы қабаттау стратегиясы болуы керек, бұл қабаттар қуат қабатының немесе жер қабатының жанында. Электрмен жабдықтау үшін жақсы қабаттау стратегиясы қуат қабатының жер қабатына іргелес болуы және қуат қабаты мен жер қабаты арасындағы қашықтық мүмкіндігінше аз болуы керек. Мұны біз «қабат» стратегиясы деп атаймыз.

ПХД жинақтауы

Қандай жинақтау стратегиясы EMI-ны қорғауға және басуға көмектеседі? Келесі қабаттық қабаттастыру схемасы қоректендіру тогы бір қабатта ағып, бір кернеу немесе бірнеше кернеулер бір қабаттың әртүрлі бөліктерінде таратылады деп болжайды. Бірнеше қуат қабаттарының жағдайы кейінірек талқыланады.

4 қабатты тақта

4-қабатты тақта дизайнында бірнеше ықтимал проблемалар бар. Ең алдымен, қалыңдығы 62 миль болатын дәстүрлі төрт қабатты тақтайша, сигнал қабаты сыртқы қабатта болса да, ал қуат және жер қабаттары ішкі қабатта болса да, қуат қабаты мен жер қабатының арасындағы қашықтық. әлі тым үлкен.

Егер шығын талабы бірінші болса, дәстүрлі 4 қабатты тақтаға келесі екі баламаны қарастыруға болады. Бұл екі шешім EMI басу өнімділігін жақсарта алады, бірақ олар тақтадағы құрамдас тығыздығы жеткілікті төмен және құрамдас бөліктердің айналасында жеткілікті аумақ бар қолданбалар үшін ғана жарамды (қажетті қуат мыс қабатын орналастырыңыз).

Бірінші нұсқа – бірінші таңдау. ПХД сыртқы қабаттары барлық жер қабаттары, ал ортаңғы екі қабат сигнал/қуат қабаттары болып табылады. Сигнал қабатындағы қоректендіру көзі кең желімен бағытталады, ол қоректендіру тоғының жол кедергісін төмен етеді, ал сигнал микрожолақ жолының кедергісі де төмен. EMI бақылауы тұрғысынан бұл ең жақсы 4 қабатты ПХД құрылымы. Екінші схемада сыртқы қабат қуат пен жерді пайдаланады, ал ортаңғы екі қабат сигналдарды пайдаланады. Дәстүрлі 4 қабатты тақтамен салыстырғанда жақсарту азырақ, ал қабат аралық кедергі дәстүрлі 4 қабатты тақта сияқты нашар.

Егер сіз іздің кедергісін басқарғыңыз келсе, жоғарыдағы қабаттасу схемасы қуат пен жер астындағы мыс аралдарының астындағы іздерді ұйымдастыру үшін өте мұқият болуы керек. Сонымен қатар, тұрақты ток пен төмен жиілікті қосылуды қамтамасыз ету үшін қуат көзіндегі немесе жер қабатындағы мыс аралдары мүмкіндігінше өзара байланысты болуы керек.

6 қабатты тақта

Егер 4 қабатты тақтадағы компоненттердің тығыздығы салыстырмалы түрде жоғары болса, 6 қабатты тақта жақсы. Дегенмен, 6-қабатты тақтай конструкциясындағы кейбір жинақтау схемалары электромагниттік өрісті қорғау үшін жеткіліксіз және қуат шинасының өтпелі сигналының төмендеуіне аз әсер етеді. Төменде екі мысал талқыланады.

Бірінші жағдайда электрмен жабдықтау және жерге қосу сәйкесінше 2-ші және 5-ші қабаттарға орналастырылады. Қуат көзінің мыс жабынының кедергісі жоғары болғандықтан, жалпы режимдегі EMI сәулеленуін басқару өте қолайсыз. Дегенмен, сигнал кедергісін басқару тұрғысынан бұл әдіс өте дұрыс.