Sapete cumu risolve u prublema EMI quandu u disignu di PCB multi-layer?
Lasciami dì !
Ci hè parechje manere di risolve i prublemi EMI.I metudi muderni di suppressione EMI includenu: utilizendu un revestimentu di suppressione EMI, selezziunendu e parti di suppressione EMI adattate è u disignu di simulazione EMI.Basatu nantu à u layout di PCB più basicu, stu documentu discute a funzione di stack PCB in u cuntrollu di a radiazione EMI è e capacità di cuncepimentu di PCB.
bus di putenza
U saltu di tensione di output di IC pò esse acceleratu mettendu a capacità approprita vicinu à u pin di putenza di IC.Tuttavia, questu ùn hè micca a fine di u prublema.A causa di a risposta di frequenza limitata di u condensatore, hè impussibile per u condensatore di generà a putenza armonica necessaria per guidà l'output IC in modu pulitu in a banda di frequenza completa.Inoltre, a tensione transitoria formata nantu à l'autobus di putenza pruvucarà a caduta di tensione à i dui estremità di l'induttanza di u percorsu di disaccoppiamentu.Queste tensioni transitori sò i principali fonti di interferenza EMI in modu cumuni.Cumu pudemu risolve questi prublemi?
In u casu di IC nantu à u nostru circuitu, a capa di putenza intornu à l'IC pò esse cunsiderata cum'è un bonu capacitore d'alta freccia, chì pò cullà l'energia filtrata da u condensatore discretu chì furnisce l'energia d'alta freccia per a produzzione pulita.Inoltre, l'induttanza di una bona capa di putenza hè chjuca, cusì u signale transitoriu sintetizatu da l'inductor hè ancu chjucu, riducendu cusì u modu cumuni EMI.
Di sicuru, a cunnessione trà a strata di alimentazione è u pin di alimentazione IC deve esse u più corta pussibule, perchè u rising edge di u signale digitale hè più veloce è più veloce.Hè megliu cunnette direttamente à u pad induve si trova u pin di putenza IC, chì deve esse discutitu separatamente.
Per cuntrullà u modu cumuni EMI, a capa di putenza deve esse un paru di strati di putenza ben cuncepitu per aiutà à disaccoppià è avè una induttanza abbastanza bassa.Qualchidunu pò dumandà, quantu hè bonu?A risposta dipende da a capa di putenza, u materiale trà i strati, è a freccia di u funziunamentu (vale à dì, una funzione di u tempu di crescita IC).In generale, a spaziatura di strati di putenza hè 6mil, è l'interlayer hè materiale FR4, cusì a capacità equivalente per inch square di strata di putenza hè di circa 75pF.Ovviamente, u più chjucu u spaziu di strati, più grande hè a capacità.
Ùn ci sò micca assai dispusitivi cù un tempu di crescita di 100-300ps, ma secondu u ritmu di sviluppu attuale di IC, i dispositi cù u tempu di crescita in a gamma di 100-300ps occupanu una proporzione alta.Per i circuiti cù tempi di crescita da 100 à 300 PS, a spaziatura di strati di 3 mil ùn hè più applicabile per a maiò parte di l'applicazioni.À quellu tempu, hè necessariu aduttà a tecnulugia di delamination cù u spaziu interlayer menu di 1mil, è rimpiazzà u materiale dielettricu FR4 cù u materiale cun alta constante dielettrica.Avà, a ceramica è a plastica in vasi ponu risponde à i requisiti di cuncepimentu di circuiti di rise time da 100 à 300ps.
Ancu se i novi materiali è metudi ponu esse aduprati in u futuru, i circuiti cumuni di 1 à 3 ns, u spaziu di strati di 3 à 6 mil è i materiali dielettrici FR4 sò generalmente abbastanza per trattà l'armoniche high-end è fà signali transitori abbastanza bassu, questu hè. , modu cumuni EMI pò esse ridutta assai bassu.In questu documentu, l'esempiu di designu di stacking in strati di PCB hè datu, è u spaziu di a strata hè assuciatu da 3 à 6 mil.
schermu elettromagneticu
Da u puntu di vista di u routing di u signale, una bona strategia di stratificazione deve esse di mette tutte e tracce di signale in una o più strati, chì sò vicinu à a capa di putenza o u pianu di terra.Per l'alimentazione elettrica, una bona strategia di stratificazione deve esse chì a capa di putenza hè adiacente à u pianu di a terra, è a distanza trà a capa di putenza è u pianu di terra deve esse u più chjucu pussibule, chì hè ciò chì chjamemu a strategia di "stratificazione".
pila di PCB
Chì tippu di strategia di stacking pò aiutà à schermu è suppressione EMI?U schema di stacking in strati seguenti assume chì u currente di l'alimentazione di energia scorri nantu à una sola capa è chì una sola volta o voltage multipli sò distribuiti in diverse parti di a stessa capa.U casu di parechje strati di putenza serà discututu dopu.
Piastra à 4 strati
Ci hè parechje prublemi potenziali in u disignu di laminati 4-ply.Prima di tuttu, ancu s'è a capa di signale hè in a capa esterna è a putenza è u pianu di terra sò in a capa interna, a distanza trà a capa di putenza è u pianu di terra hè ancu troppu grande.
Se u requisitu di u costu hè u primu, i seguenti dui alternattivi à a tavola tradiziunale 4-ply pò esse cunsideratu.Tutti dui ponu migliurà a prestazione di suppressione EMI, ma sò adattati solu per u casu induve a densità di i cumpunenti nantu à u bordu hè abbastanza bassu è ci hè abbastanza spaziu intornu à i cumpunenti (per mette u revestimentu di cobre necessariu per l'alimentazione).
U primu hè u schema preferitu.I strati esterni di PCB sò tutti i strati, è i dui strati mediani sò strati di signale / putenza.L'alimentazione di l'alimentazione nantu à a strata di signale hè instradata cù linee larghe, chì rende l'impedenza di u percorsu di u currente di l'alimentazione bassa è l'impedenza di u percorsu di u microstrip di u segnu.Da a perspettiva di u cuntrollu EMI, questu hè a megliu struttura PCB di 4 strati dispunibule.In u sicondu schema, a capa esterna porta a putenza è a terra, è a mità di dui strati porta u signale.Comparatu cù a tavola tradiziunale di 4 strati, a migliione di stu schema hè più chjuca, è l'impedenza di l'interlayer ùn hè micca bonu cum'è quella di a tavola tradiziunale di 4 strati.
Se l'impedenza di cablaggio deve esse cuntrullata, u schema di stacking sopra deve esse assai attentu à mette u filatu sottu à l'isula di cobre di l'alimentazione è a terra.Inoltre, l'isula di ramu nantu à l'alimentazione o u stratu deve esse interconnected quant'è pussibule per assicurà a cunnessione trà DC è freccia bassa.
Piastra à 6 strati
Se a densità di i cumpunenti nantu à a tavula di 4 strati hè grande, u pianu di 6 strati hè megliu.Tuttavia, l'effettu di schermatura di certi schemi di stacking in u disignu di u bordu di 6 strati ùn hè micca abbastanza bonu, è u signale transitoriu di l'autobus di putenza ùn hè micca ridutta.Dui esempi sò discututi quì sottu.
In u primu casu, l'alimentazione è a terra sò posti in a seconda è a quinta capa rispettivamente.A causa di l'alta impedenza di l'alimentazione di ramu clad, hè assai sfavorevule per cuntrullà a radiazione EMI di modu cumuni.Tuttavia, da u puntu di vista di u cuntrollu di l'impedenza di u segnu, stu metudu hè assai currettu.
In u sicondu esempiu, l'alimentazione è a terra sò posti in u terzu è quartu strati rispettivamente.Stu disignu risolve u prublema di l'impedenza di l'alimentazione in rame.A causa di a scarsa prestazione di schermatura elettromagnetica di i strati 1 è 6, u modu differenziale EMI aumenta.Se u numeru di linee di signale nantu à i dui strati esterni hè u minimu è a lunghezza di e linee hè assai corta (menu di 1 / 20 di a più alta lunghezza d'onda armonica di u signale), u disignu pò risolve u prublema di u modu differenziale EMI.I risultati mostranu chì a suppressione di u modu differenziale EMI hè soprattuttu bona quandu a capa esterna hè piena di rame è l'area rivestita di rame hè messa in terra (ogni intervallu di lunghezza d'onda 1 / 20).Cum'è l'esitatu sopra, u ramu deve esse stallatu
Tempu di posta: 29-lugliu-2020
