ഇഎംഐ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ നിരവധി മാർഗങ്ങളുണ്ട്. ആധുനിക ഇഎംഐ സപ്രഷൻ രീതികളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: ഇഎംഐ സപ്രഷൻ കോട്ടിംഗുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്, അനുയോജ്യമായ ഇഎംഐ സപ്രഷൻ ഭാഗങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കൽ, ഇഎംഐ സിമുലേഷൻ ഡിസൈൻ. ഏറ്റവും അടിസ്ഥാനപരമായതിൽ നിന്ന് ആരംഭിക്കുന്നു പിസിബി ലേഔട്ട്, EMI റേഡിയേഷൻ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിൽ PCB ലേയേർഡ് സ്റ്റാക്കിങ്ങിന്റെ പങ്കിനെയും ഡിസൈൻ ടെക്നിക്കുകളേയും കുറിച്ച് ഈ ലേഖനം ചർച്ച ചെയ്യുന്നു.

ഐസിയുടെ പവർ സപ്ലൈ പിന്നുകൾക്ക് സമീപം ഉചിതമായ ശേഷിയുള്ള കപ്പാസിറ്ററുകൾ ന്യായമായും സ്ഥാപിക്കുന്നത് ഐസി ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിനെ വേഗത്തിലാക്കും. എന്നിരുന്നാലും, പ്രശ്നം ഇവിടെ അവസാനിക്കുന്നില്ല. കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ പരിമിതമായ ഫ്രീക്വൻസി പ്രതികരണം കാരണം, ഇത് ഫുൾ ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡിൽ ഐസി ഔട്ട്പുട്ട് വൃത്തിയായി പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ ഹാർമോണിക് പവർ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് കഴിയുന്നില്ല. കൂടാതെ, പവർ ബസ് ബാറിൽ രൂപപ്പെടുന്ന ക്ഷണികമായ വോൾട്ടേജ് ഡീകൂപ്പിംഗ് പാതയുടെ ഇൻഡക്റ്ററിലുടനീളം ഒരു വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് ഉണ്ടാക്കും. ഈ താൽക്കാലിക വോൾട്ടേജുകളാണ് പ്രധാന പൊതു മോഡ് EMI ഇടപെടൽ ഉറവിടങ്ങൾ. ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ നമ്മൾ എങ്ങനെ പരിഹരിക്കണം?

ഞങ്ങളുടെ സർക്യൂട്ട് ബോർഡിലെ ഐസിയെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ഐസിക്ക് ചുറ്റുമുള്ള പവർ ലെയറിനെ മികച്ച ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള കപ്പാസിറ്ററായി കണക്കാക്കാം, ഇത് ശുദ്ധീകരണത്തിനായി ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള ഊർജ്ജം നൽകുന്ന ഡിസ്ക്രീറ്റ് കപ്പാസിറ്റർ വഴി ചോർന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഭാഗം ശേഖരിക്കാൻ കഴിയും. ഔട്ട്പുട്ട്. കൂടാതെ, ഒരു നല്ല പവർ ലെയറിന്റെ ഇൻഡക്‌ടൻസ് ചെറുതായിരിക്കണം, അതിനാൽ ഇൻഡക്‌ടൻസ് സമന്വയിപ്പിച്ച ക്ഷണികമായ സിഗ്നലും ചെറുതാണ്, അതുവഴി സാധാരണ മോഡ് EMI കുറയുന്നു.

തീർച്ചയായും, പവർ ലെയറും ഐസി പവർ പിന്നും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം കഴിയുന്നത്ര ചെറുതായിരിക്കണം, കാരണം ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലിന്റെ ഉയരുന്ന എഡ്ജ് വേഗത്തിലും വേഗത്തിലും വർധിച്ചുവരികയാണ്, ഐസി പവർ ഉള്ള പാഡിലേക്ക് നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതാണ് നല്ലത്. പിൻ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. ഇത് പ്രത്യേകം ചർച്ച ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.

കോമൺ-മോഡ് ഇഎംഐ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന്, പവർ പ്ലെയിൻ ഡീകൂപ്പിംഗ് സഹായിക്കുകയും ആവശ്യത്തിന് കുറഞ്ഞ ഇൻഡക്‌ടൻസ് ഉണ്ടായിരിക്കുകയും വേണം. ഈ പവർ പ്ലെയിൻ നന്നായി രൂപകല്പന ചെയ്ത ഒരു ജോടി പവർ പ്ലെയിനായിരിക്കണം. ആരെങ്കിലും ചോദിച്ചേക്കാം, നല്ലത് എത്ര നല്ലതാണ്? ചോദ്യത്തിനുള്ള ഉത്തരം വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെ ലെയറിംഗ്, പാളികൾക്കിടയിലുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾ, പ്രവർത്തന ആവൃത്തി (അതായത്, ഐസിയുടെ ഉദയ സമയത്തിന്റെ പ്രവർത്തനം) എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. സാധാരണയായി, പവർ ലെയറിന്റെ സ്‌പെയ്‌സിംഗ് 6 മില്യൺ ആണ്, ഇന്റർലെയർ FR4 മെറ്റീരിയലാണ്, ഒരു ചതുരശ്ര ഇഞ്ചിന് പവർ ലെയറിന്റെ തത്തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് ഏകദേശം 75pF ആണ്. വ്യക്തമായും, ചെറിയ പാളി സ്പെയ്സിംഗ്, വലിയ കപ്പാസിറ്റൻസ്.

100 മുതൽ 300 പിഎസ് വരെ ഉയർന്ന സമയമുള്ള നിരവധി ഉപകരണങ്ങളില്ല, എന്നാൽ നിലവിലെ ഐസി വികസന വേഗത അനുസരിച്ച്, 100 മുതൽ 300 പിഎസ് വരെ ഉയരുന്ന സമയമുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ ഉയർന്ന അനുപാതത്തിൽ വരും. 100 മുതൽ 300ps വരെ ഉയരുന്ന സർക്യൂട്ടുകൾക്ക്, മിക്ക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും 3 മില്ലി ലെയർ സ്‌പെയ്‌സിംഗ് ഇനി അനുയോജ്യമല്ല. അക്കാലത്ത്, 1 മില്ലിയിൽ താഴെയുള്ള ലെയർ സ്‌പെയ്‌സിംഗ് ഉള്ള ലേയറിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ ഉയർന്ന വൈദ്യുത സ്ഥിരതകളുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് FR4 ഡൈഇലക്‌ട്രിക് മെറ്റീരിയലുകൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഇപ്പോൾ, സെറാമിക്‌സിനും സെറാമിക് പ്ലാസ്റ്റിക്കിനും 100 മുതൽ 300 പിഎസ് റൈസ് ടൈം സർക്യൂട്ടുകളുടെ ഡിസൈൻ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റാനാകും.

ഭാവിയിൽ പുതിയ മെറ്റീരിയലുകളും പുതിയ രീതികളും ഉപയോഗിക്കാമെങ്കിലും, ഇന്നത്തെ സാധാരണ 1 മുതൽ 3ns റൈസ് ടൈം സർക്യൂട്ടുകൾ, 3 മുതൽ 6 മില്ലി ലെയർ സ്‌പെയ്‌സിംഗ്, FR4 ഡൈഇലക്‌ട്രിക് മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയ്ക്ക്, ഹൈ-എൻഡ് ഹാർമോണിക്‌സ് കൈകാര്യം ചെയ്യാനും ക്ഷണികമായ സിഗ്നൽ വേണ്ടത്ര കുറയ്ക്കാനും ഇത് മതിയാകും. , അതായത്, കോമൺ മോഡ് EMI വളരെ കുറച്ച് കുറയ്ക്കാം. ഈ ലേഖനത്തിൽ നൽകിയിരിക്കുന്ന പിസിബി ലേയേർഡ് സ്റ്റാക്കിംഗ് ഡിസൈൻ ഉദാഹരണങ്ങൾ 3 മുതൽ 6 മില്ലി വരെ ലെയർ സ്‌പെയ്‌സിംഗ് എടുക്കും.

വൈദ്യുതകാന്തിക ഷീൽഡിംഗ്

സിഗ്നൽ ട്രെയ്‌സുകളുടെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, എല്ലാ സിഗ്നൽ ട്രെയ്‌സുകളും ഒന്നോ അതിലധികമോ ലെയറുകളിൽ ഇടുക എന്നതാണ് ഒരു നല്ല ലെയറിംഗ് തന്ത്രം, ഈ പാളികൾ പവർ ലെയറിലോ ഗ്രൗണ്ട് ലെയറിലോ അടുത്താണ്. വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്, ഒരു നല്ല പാളിയിംഗ് തന്ത്രം, പവർ ലെയർ ഗ്രൗണ്ട് ലെയറിനോട് ചേർന്നുള്ളതായിരിക്കണം, കൂടാതെ പവർ ലെയറും ഗ്രൗണ്ട് ലെയറും തമ്മിലുള്ള ദൂരം കഴിയുന്നത്ര ചെറുതായിരിക്കണം. ഇതിനെയാണ് നമ്മൾ “ലേയറിംഗ്” തന്ത്രം എന്ന് വിളിക്കുന്നത്.

പിസിബി സ്റ്റാക്കിംഗ്

ഏത് തരത്തിലുള്ള സ്റ്റാക്കിംഗ് സ്ട്രാറ്റജിക്ക് EMI സംരക്ഷിക്കാനും അടിച്ചമർത്താനും സഹായിക്കും? താഴെയുള്ള ലേയേർഡ് സ്റ്റാക്കിംഗ് സ്കീം ഊഹിക്കുന്നത് വൈദ്യുതി വിതരണ കറന്റ് ഒരു പാളിയിൽ ഒഴുകുന്നു, കൂടാതെ ഒറ്റ വോൾട്ടേജ് അല്ലെങ്കിൽ ഒന്നിലധികം വോൾട്ടേജുകൾ ഒരേ ലെയറിന്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളിൽ വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഒന്നിലധികം പവർ ലെയറുകളുടെ കാര്യം പിന്നീട് ചർച്ച ചെയ്യും.

4-ലെയർ ബോർഡ്

4-ലെയർ ബോർഡ് രൂപകൽപ്പനയിൽ നിരവധി പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം. ഒന്നാമതായി, സിഗ്നൽ പാളി പുറം പാളിയിൽ ആണെങ്കിലും, പവർ ലെയറും ഗ്രൗണ്ട് ലെയറും തമ്മിലുള്ള അകലം, പവർ, ഗ്രൗണ്ട് പാളികൾ എന്നിവയാണെങ്കിലും, 62 മില്ലിമീറ്റർ കട്ടിയുള്ള പരമ്പരാഗത നാല്-പാളി ബോർഡ്. ഇപ്പോഴും വളരെ വലുതാണ്.

ചെലവ് ആവശ്യകത ആദ്യത്തേതാണെങ്കിൽ, പരമ്പരാഗത 4-ലെയർ ബോർഡിന് ഇനിപ്പറയുന്ന രണ്ട് ബദലുകൾ നിങ്ങൾക്ക് പരിഗണിക്കാം. ഈ രണ്ട് സൊല്യൂഷനുകൾക്കും ഇഎംഐ സപ്രഷന്റെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, എന്നാൽ ബോർഡിലെ ഘടക സാന്ദ്രത ആവശ്യത്തിന് കുറവുള്ളതും ഘടകങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും മതിയായ വിസ്തീർണ്ണമുള്ളതുമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് മാത്രമേ അവ അനുയോജ്യമാകൂ (ആവശ്യമായ പവർ കോപ്പർ ലെയർ സ്ഥാപിക്കുക).

ആദ്യ ഓപ്ഷൻ ആദ്യ ചോയ്സ് ആണ്. പിസിബിയുടെ പുറം പാളികളെല്ലാം ഗ്രൗണ്ട് ലെയറുകളാണ്, മധ്യത്തിലെ രണ്ട് പാളികൾ സിഗ്നൽ/പവർ ലെയറുകളാണ്. സിഗ്നൽ ലെയറിലെ പവർ സപ്ലൈ ഒരു വൈഡ് ലൈൻ ഉപയോഗിച്ച് റൂട്ട് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഇത് പവർ സപ്ലൈ കറന്റിന്റെ പാത്ത് ഇം‌പെഡൻസ് കുറയ്ക്കും, കൂടാതെ സിഗ്നൽ മൈക്രോസ്ട്രിപ്പ് പാതയുടെ ഇം‌പെഡൻസും കുറവാണ്. EMI നിയന്ത്രണത്തിന്റെ വീക്ഷണകോണിൽ, ലഭ്യമായ ഏറ്റവും മികച്ച 4-ലെയർ PCB ഘടനയാണിത്. രണ്ടാമത്തെ സ്കീമിൽ, പുറം പാളി ശക്തിയും നിലവും ഉപയോഗിക്കുന്നു, മധ്യ രണ്ട് പാളികൾ സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പരമ്പരാഗത 4-ലെയർ ബോർഡുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, മെച്ചപ്പെടുത്തൽ ചെറുതാണ്, കൂടാതെ ഇന്റർലേയർ ഇം‌പെഡൻസ് പരമ്പരാഗത 4-ലെയർ ബോർഡിനെപ്പോലെ മോശമാണ്.

നിങ്ങൾക്ക് ട്രെയ്‌സ് ഇം‌പെഡൻസ് നിയന്ത്രിക്കണമെങ്കിൽ, മുകളിലെ സ്റ്റാക്കിംഗ് സ്കീം പവർ, ഗ്രൗണ്ട് കോപ്പർ ദ്വീപുകൾക്ക് കീഴിൽ ട്രെയ്‌സുകൾ ക്രമീകരിക്കാൻ വളരെ ശ്രദ്ധാലുവായിരിക്കണം. കൂടാതെ, വൈദ്യുതി വിതരണത്തിലോ ഗ്രൗണ്ട് ലെയറിലോ ഉള്ള ചെമ്പ് ദ്വീപുകൾ ഡിസിയും ലോ-ഫ്രീക്വൻസി കണക്റ്റിവിറ്റിയും ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയുന്നത്ര പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കണം.

6-ലെയർ ബോർഡ്

4-ലെയർ ബോർഡിലെ ഘടകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത താരതമ്യേന ഉയർന്നതാണെങ്കിൽ, 6-ലെയർ ബോർഡാണ് നല്ലത്. എന്നിരുന്നാലും, 6-ലെയർ ബോർഡ് ഡിസൈനിലെ ചില സ്റ്റാക്കിംഗ് സ്കീമുകൾ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തെ സംരക്ഷിക്കാൻ പര്യാപ്തമല്ല, കൂടാതെ പവർ ബസിന്റെ ക്ഷണികമായ സിഗ്നൽ കുറയ്ക്കുന്നതിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നില്ല. രണ്ട് ഉദാഹരണങ്ങൾ ചുവടെ ചർച്ചചെയ്യുന്നു.

ആദ്യ സന്ദർഭത്തിൽ, വൈദ്യുതി വിതരണവും ഗ്രൗണ്ടും യഥാക്രമം 2, 5 ലെയറുകളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെ ചെമ്പ് കോട്ടിംഗിന്റെ ഉയർന്ന പ്രതിരോധം കാരണം, സാധാരണ മോഡ് EMI റേഡിയേഷൻ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് വളരെ പ്രതികൂലമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സിഗ്നൽ ഇം‌പെഡൻസ് നിയന്ത്രണത്തിന്റെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, ഈ രീതി വളരെ ശരിയാണ്.