Cumu risolve u prublema EMI in cuncepimentu PCB Multilayer?

Sapete cumu risolviri u prublema EMI quandu cuncepimentu PCB multi-layer?

A vi dicu!

Ci hè parechje manere di risolve i prublemi di EMI. I metudi di suppressione EMI muderni includenu: utilizazione di rivestimentu di suppressione EMI, selezzione di pezzi di suppressione EMI è designu di simulazione EMI. Basatu nantu à u layout più basu di PCB, stu documentu discute a funzione di a pila di PCB in u cuntrollu di a radiazione EMI è e cumpetenze di design di PCB.

bus di putenza

U salto di tensione di output di a IC pò esse acceleratu pusendu una capacitanza appropritata vicinu à u pin di power of 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'uscita IC pulita in a banda di frequenza piena. Inoltre, a tensione transitiva furmata nantu à u busu di forza pruvucarà una cascata di tensione in i dui estremi di l'induttanza di a strada di disaccoppiamentu. Queste voltaggi transitori sò i principali fonti di interferenza EMI in modu cumunu. Cumu pudemu risolvi sti prublemi?

In casu di IC in u nostru circuitu di circuitu, a capa di u putere intornu à l'IC pò esse cunsiderata cum'è un bonu condensatore d'alta frequenza, chì pò raccoglie l'energia filtrata da u condensatore discreto chì furnisce energia d'alta frequenza per a pruduzione pulita. Inoltre, l'induttanza di una bona capa di energia hè chjuca, cusì u signale transitori sintetizatu da l'induttore hè ancu picculu, cusì riduce u EMI di u modu cumunu.

Di sicuru, a cunnessione tra a capa di alimentazione è u pin di alimentazione IC deve esse u più cortu pussibule, perchè u margine crescente di u segnu digitale hè più veloce è più veloce. Hè megliu cunnette si direttamente à u padu induve si trova u pin di energia IC, chì deve esse discututu separatamente.

Per cuntrullà l'EMI in modalità cumuni, a capa di putenza deve esse un paru ben sviluppatu di capa di energia per aiutà à disaccuppà è avè una induttanza abbastanza bassa. Qualchidunu pò dumandà, quantu hè bonu? A risposta dipende da u stratu di putenza, da u materiale trà i strati, è da a frequenza operativa (vale à dì, una funzione di u tempu di risu IC). In generale, a spaziazione di i strati di u putere hè di 6mil, è u rivestimentu hè materiale FR4, dunque a capacità equivalente per pollice quadratu di strata di potenza hè di circa 75pF. Ovviamente, più chjuca hè a spaziatura di u stratu, più grande hè a capacità.

Ùn ci hè micca assai dispositivi cun un tempu di risu di 100-300ps, ma secondu u tassu di sviluppu attuale di IC, i dispositivi cun tempu di risalti in u range di 100-300ps occupanu una proporzione alta. Per i circuiti cù tempi di crescita da 100 à 300 CV, una spaziazione a 3 milie di strati ùn hè più applicata per a maiò parte di e applicazioni. À quellu tempu, hè necessariu aduttà a tecnulugia di delaminazione cù a spaziatura interlayer menu di 1mil, è rimpiazzà u materiale dielettricu FR4 cù u materiale cun alta costante dielettrica. Avà, a ceramica è a plastica in vaso pò risponde à i requisiti di disignu da 100 à 300ps circuiti di crescente di u tempu.

Benchì i materiali è mètudi novi puderanu esse aduprati in u futuru, i cumuni 1 à 3 ns aghjunghjenu circuiti di tempu, una distanza di 3 à 6 mili di strati, è i materiali dielettrici FR4 sò generalmente abbastanza per manighjà l'armonici high-end è fà signali transitori abbastanza basi, eccu. , Modu cumunu EMI pò esse ridutta assai bassu. In questu documentu, l'esempiu di cuncepimentu di l'impilamentu stratificatu di PCB hè datu, è a spaziatura di u stratu hè supposta da 3 à 6 mil.

schermatura elettromagnetica

Da u puntu di vista di routing di u signale, una bona strategia di stratificazione deve esse di piazzà tutte e tracce di u segnale in unu o più strati, chì si trovanu accantu à u stratu di putenza o pianu di terra. Per l'alimentazione elettrica, una bona strategia di stratificazione deve esse chì u stratu di putenza hè adiacente à u pianu di terra, è a distanza trà u stratu di putenza è u pianu di terra deve esse u più chjuca pussibule, chì hè ciò chì chjamemu a strategia di "stratificazione".

Pila PCB

Chì tippu di strategia di stacking pò aiutà à scudo è soppressione EMI? U seguente schema di accatastamentu stratificatu presuppone chì a corrente di alimentazione scorri nantu à un unicu stratu è chì una volta sola o tensioni multiple sò distribuite in diverse parti di u listessu stratu. U casu di più strati di putenza serà discuttu più tardi.

4-ply plate

Ci hè qualchì prublema potenziale in u cuncepimentu di laminati 4-ply. Prima di tuttu, ancu s'è a capa di signale hè in a capa esterna è u pianu di a terra è di terra hè in a capa interna, a distanza trà a capa di energia è u pianu di terra hè ancu troppu grande.

Se u requisitu di u costu hè u primu, ponu esse cunsiderate e duie alternative seguenti à u pannellu tradiziunale à 4 strati. Tutti i dui ponu migliurà u rendiment di suppressione EMI, ma sò adattati solu per u casu induve a densità di i cumpunenti à u pianu hè abbastanza bassa è ci hè abbastanza spaziu intornu à i cumpunenti (per posà u revestimentu di cobre necessariu per a putenza).

U primu hè u schema preferitu. I strati esterni di PCB sò tutti strati, è i dui strati media sò strati di signale / putenza. L'alimentazione elettrica nantu à u stratu di signale hè diretta cun linee larghe, chì face l'impedenza di u percorsu di l'alimentazione currente bassa è l'impedenza di u percorsu di microstrip di signale bassa. Da a perspettiva di u cuntrollu EMI, questa hè a migliore struttura PCB à 4 strati dispunibule. In u secondu schema, u stratu esterno porta a putenza è a terra, è u mezu stratu duie porta u signale. In comparatione cù a tavola tradiziunale in 4 strati, a migliione di questu schema hè più chjuca, è l'impedenza di i piani ùn hè micca cusì bona cum'è quella di u tradiziunale pannellu di 4 strati.

Se l'impedenza di u cablaggio deve esse cuntrullata, u schema di stazzunamentu quì sopra duverà esse assai attente à mette u cablaggio sottu à l'isula di cobre di l'alimentazione è di a terra. Inoltre, l'isula di cobre nantu à l'alimentazione elettrica o l'estrata deve esse interconnectata quant'è pussibule per assicura a connettività trà DC è bassa frequenza.

6-ply plate

Se a densità di i cumpunenti nantu à u bordu di 4 strati hè grande, a piastra di 6 strati hè megliu. Tuttavia, l'effettu di schermatura di alcuni schemi di accatastamentu in u cuncepimentu di a tavola à 6 strati ùn hè micca abbastanza bonu, è u signale transitoriu di u bus di putenza ùn hè micca riduttu. Dui esempi sò discututi quì sottu.

In u primu casu, l'alimentazione elettrica è a terra sò posti in a seconda è a quinta strata rispettivamente. A causa di l'alta impedanza di l'alimentazione rivestita di rame, hè assai sfavorevule per cuntrullà a radiazione EMI in modu cumunu. Tuttavia, da u puntu di vista di u cuntrollu di impedenza di signale, stu metudu hè assai currettu.

In u secondu esempiu, l'alimentazione elettrica è a terra sò posti in a terza è a quarta capa rispettivamente. Questu cuncepimentu risolve u prublema di impedenza rivestita di rame di l'alimentazione. A causa di a cattiva prestazione di schermatura elettromagnetica di a capa 1 è di a capa 6, u modalità EMI differenziale 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 lunghezza d'onda armonica più altu di u signale), u disignu pò risolve u prublema di u modu differenziale EMI. I risultati mostranu chì u suppressione di u modalità EMI diferenziale hè specialmente bona quandu a capa esterna hè piena di ramu è chì a zona coperta di cobre hè messa in terra (ogni intervallu 1/20 di lunghezza d'onda). Cumu dicia sopra, u ramu sarà stabilitu


Tempu di prisenza: 29 Lugliu 2020