EMI көйгөйлөрүн чечүүнүн көптөгөн жолдору бар. Заманбап EMI бөгөттөө ыкмаларына төмөнкүлөр кирет: EMI бөгөт коюу каптоолорду колдонуу, тиешелүү EMI бөгөттөө бөлүктөрүн тандоо, жана EMI моделдөө дизайн. Эң негизгилерден баштап PCB жайгаштыруу, бул макалада EMI нурлануусун көзөмөлдөөдө ПХБ катмарлуу стектилөөнүн ролу жана дизайн ыкмалары талкууланат.

Тиешелүү кубаттуулуктагы конденсаторлорду ICнин электр менен камсыздоо төөнөгүчтөрүнүн жанына негиздүү жайгаштыруу IC чыгыш чыңалуусун тезирээк секирте алат. Бирок, маселе муну менен эле бүтпөйт. Конденсаторлордун жыштык реакциясынын чектелгендигинен улам, бул конденсаторлорду толук жыштык тилкесинде IC чыгышын таза жүргүзүү үчүн талап кылынган гармоникалык күчтү генерациялай албайт. Мындан тышкары, электр шинасында пайда болгон убактылуу чыңалуу ажыратуу жолунун индукторунда чыңалуунун төмөндөшүн түзөт. Бул убактылуу чыңалуу негизги жалпы режим EMI кийлигишүү булактары болуп саналат. Бул көйгөйлөрдү кантип чечишибиз керек?

Биздин схемадагы ICге келсек, IC айланасындагы электр катмарын эң сонун жогорку жыштыктагы конденсатор катары кароого болот, ал дискреттик конденсатордон агып кеткен энергиянын бөлүгүн чогулта алат, ал таза үчүн жогорку жыштыктагы энергияны берет. чыгаруу. Мындан тышкары, жакшы кубаттуулук катмарынын индуктивдүүлүгү кичинекей болушу керек, андыктан индуктивдүүлүк менен синтезделген убактылуу сигнал да аз, ошону менен жалпы режим EMI азайтат.

Албетте, кубат катмары менен IC кубат төөнөгүчүнүн ортосундагы байланыш мүмкүн болушунча кыска болушу керек, анткени санариптик сигналдын көтөрүлүп жаткан чети барган сайын ылдамдап баратат жана аны IC кубаттуулугу орнотулган аянтка түздөн-түз туташтыруу жакшы. пин жайгашкан. Бул өзүнчө талкуулоо керек.

Жалпы режимдеги EMIди башкаруу үчүн, кубаттуулук учагы ажыратууга жардам бериши керек жана жетишерлик төмөн индуктивдүүлүккө ээ болушу керек. Бул кубаттуу учак жакшы иштелип чыккан күч учактарынын жуп болушу керек. Кимдир бирөө сурашы мүмкүн, кандай жакшы? Суроонун жообу электр менен жабдуунун катмарлануусуна, катмарлардын ортосундагы материалдарга жана иштөө жыштыгына (б.а. ИКтин көтөрүлүү убактысынын функциясы) көз каранды. Жалпысынан алганда, электр катмарынын аралыгы 6mil, ал эми катмар FR4 материалы болуп саналат, бир чарчы дюймга электр катмарынын эквиваленттүү сыйымдуулугу болжол менен 75pF. Албетте, катмардын аралыгы канчалык аз болсо, сыйымдуулук ошончолук чоң болот.

100дөн 300 ps чейин көтөрүлүү убактысы көп түзмөктөр жок, бирок учурдагы IC иштеп чыгуу ылдамдыгына ылайык, 100дөн 300 ps диапазонундагы көтөрүлүү убактысы бар түзмөктөр жогорку үлүшүн ээлейт. 100дөн 300 сек чейин көтөрүлүү убактысы бар схемалар үчүн 3милл катмар аралыктары көпчүлүк колдонмолорго ылайыктуу болбой калат. Ошол кезде катмар аралыгы 1 мицден ашпаган катмарлоо технологиясын колдонуу, FR4 диэлектрик материалдарын диэлектрик туруктуулугу жогору болгон материалдар менен алмаштыруу зарыл болгон. Эми, керамика жана керамикалык пластмассалар 100 300 ps көтөрүлүү убакыт схемаларынын дизайн талаптарына жооп бере алат.

Келечекте жаңы материалдар жана жаңы ыкмалар колдонулушу мүмкүн болсо да, бүгүнкү күндөгү жалпы 1-3ns көтөрүлүү убакыт схемалары, 3-6милл катмар аралыктары жана FR4 диэлектрик материалдары үчүн, адатта, жогорку гармонияларды иштетүү жана убактылуу сигналды жетишерлик төмөн кылуу жетиштүү. , башкача айтканда, Common режими EMI өтө төмөн кыскартылышы мүмкүн. Бул макалада келтирилген PCB катмарлуу стек дизайн мисалдары 3-6 миль катмар аралыкты болжолдойт.

Электромагниттик коргоо

Сигнал издеринин көз карашынан алганда, жакшы катмарлоо стратегиясы бардык сигнал издерин бир же бир нече катмарга коюу болушу керек, бул катмарлар электр катмарынын же жер катмарынын жанында. Электр менен камсыздоо үчүн, жакшы катмарлоо стратегиясы электр катмары жер катмарына жанаша болушу керек, ал эми электр катмары менен жер катмарынын ортосундагы аралык мүмкүн болушунча аз болушу керек. Муну биз “катмарлоо” стратегиясы деп атайбыз.

PCB топтоо

Кандай стакинг стратегиясы EMIди коргоого жана басууга жардам берет? Төмөнкү катмарланган стек схемасы электр менен жабдуунун агымы бир катмарда агып, бир чыңалуу же бир нече чыңалуу бир катмардын ар кайсы бөлүктөрүндө бөлүштүрүлөт деп болжолдойт. Бир нече күч катмарларынын иши кийинчерээк талкууланат.

4-кабаттуу такта

4-кабаттуу такта дизайнында бир нече потенциалдуу көйгөйлөр бар. Биринчиден, калыңдыгы 62 миль болгон салттуу төрт катмарлуу такта, сигнал катмары сырткы катмарда, ал эми күч жана жер катмарлары ички катмарда болсо да, электр катмары менен жер катмарынын ортосундагы аралык дагы эле өтө чоң.

Эгерде нарк талабы биринчи болсо, анда салттуу 4-кабаттуу тактага төмөнкү эки альтернативаны карап көрсөңүз болот. Бул эки чечим EMI бөгөттөөнүн иштешин жакшыртышы мүмкүн, бирок алар тактадагы компоненттердин тыгыздыгы жетишерлик төмөн жана компоненттердин айланасында жетиштүү аянт бар колдонмолор үчүн гана ылайыктуу (талап кылынган электр жез катмарын коюу).

Биринчи вариант – биринчи тандоо. ПХБнын сырткы катмарлары бардык жер катмарлары, ал эми ортоңку эки катмар сигнал/кубат катмарлары. Сигнал катмарындагы электр энергиясы кең линия менен өткөрүлөт, ал электр менен камсыздоо токунун жол импедансын төмөн кыла алат, ал эми сигнал микротилкесинин жолунун импедансы да төмөн. EMI контролунун көз карашынан алганда, бул эң мыкты 4-кабаттуу ПХБ түзүмү. Экинчи схемада сырткы катмар кубаттуулукту жана жерди, ал эми ортоңку эки катмар сигналдарды колдонот. Салттуу 4-кабаттуу тактага салыштырмалуу, жакшыртуу азыраак, ал эми катмар аралык импеданс салттуу 4-кабаттуу такта сыяктуу начар.

Сиз изи импеданс контролдоо үчүн келсе, жогорудагы чөмөлө схемасы күч жана жер жез аралдардын астында издерди уюштуруу үчүн абдан этият болушу керек. Мындан тышкары, электр менен жабдуу же жер катмарындагы жез аралдары DC жана төмөнкү жыштыктагы байланышты камсыз кылуу үчүн мүмкүн болушунча өз ара байланышта болушу керек.

6-кабаттуу такта

4-кабаттуу тактадагы компоненттердин тыгыздыгы салыштырмалуу жогору болсо, 6-кабаттуу такта жакшы. Бирок, 6-кабаттуу тактанын конструкциясындагы кээ бир стекинг схемалары электромагниттик талааны коргоо үчүн жетиштүү эмес жана энергия автобусунун өтмө сигналынын азайышына аз таасир этет. Төмөндө эки мисал талкууланат.

Биринчи учурда, электр менен жабдуу жана жер тиешелүүлүгүнө жараша 2 жана 5-кабатка жайгаштырылат. Анткени электр менен жабдуу жез каптоо жогорку импеданс, ал жалпы режими EMI нурлануу көзөмөлдөө үчүн абдан жагымсыз болуп саналат. Бирок, сигнал импедансын башкаруу көз карашынан алганда, бул ыкма абдан туура.