Kepiye ngrampungake masalah EMI ing desain PC Multilayer?

Apa sampeyan ngerti carane ngatasi masalah EMI nalika desain PCB multi-lapisan?

Ayo dakkandhani!

Ana akeh cara kanggo ngatasi masalah EMI. Cara penindasan EMI modern kalebu: nggunakake lapisan penekan EMI, milih bagean suplemen EMI sing cocog lan desain simulasi EMI. Adhedhasar tata letak PCB sing paling dhasar, makalah iki mbahas fungsi tumpukan PCB kanggo ngontrol radiasi EMI lan katrampilan desain PCB.

bis listrik

Mlumpat voltase output IC bisa digawe cepet kanthi nempatake kapasitansi sing pas ing cedhak pin daya IC. Nanging, iki dudu pungkasan masalah. Amarga respon frekuensi winates saka kapasitor, dadi ora mokal kanggo kapasitor ngasilake tenaga harmoni sing dibutuhake kanggo drive output IC kanthi resik ing pita frekuensi lengkap. Kajaba iku, voltase transen sing kabentuk ing bis tenaga bakal nyebabake voltase mudhun ing ujung-ujung induksi saka jalur decoupling. Tegangan sementara iki minangka sumber gangguan EMI mode umum sing utama. Kepiye cara ngrampungake masalah kasebut?

Ing kasus IC ing papan sirkuit, lapisan listrik ing saindhenging IC bisa dianggep minangka kapasitor frekuensi tinggi, sing bisa ngumpulake energi sing bocor dening kapasitor diskrit sing nyedhiyakake energi frekuensi dhuwur kanggo output resik. Kajaba iku, induktansi lapisan daya sing apik sithik, mula sinyal transien sing disintesis dening induktor uga cilik, saengga bisa nyuda mode EMI umum.

Mesthi wae, sambungan antarane lapisan pasokan listrik lan pin sumber daya IC kudu paling cendhak, amarga pojok sinyal digital luwih cepet lan luwih cepet. Luwih becik nyambungake menyang pad ing papan ing papan pinatine IC, sing kudu dibahas kanthi kapisah.

Kanggo ngontrol mode EMI sing umum, lapisan listrik kudu dipasang minangka lapisan listrik sing dirancang kanthi apik kanggo mbantu decouple lan duwe induktansi sing cukup murah. Sawetara wong bisa takon, kepiye gunane? Jawaban gumantung saka lapisan listrik, materi ing antarane lapisan, lan frekuensi operasi (yaiku fungsi wektu munggah IC). Umumé, jarak lapisan listrik yaiku 6mil, lan interlayer minangka bahan FR4, saéngga kapasitansi sing padha karo saben inci kothak listrik udakara kira-kira 75pF. Temenan, sing luwih cilik jarak lapisan, luwih gedhe kapasitas.

Ora ana akeh piranti kanthi wektu paningkatan 100-300ps, nanging miturut tingkat pangembangan IC saiki, piranti kanthi wektu paningkatan ing kisaran 100-300ps bakal entuk proporsi sing dhuwur. Kanggo sirkuit kanthi kaping 100 nganti 300 PS, jarak lapisan 3 mil ora bisa digunakake maneh kanggo aplikasi. Nalika semana, sampeyan kudu nggunakake teknologi delaminasi kanthi jarak antar pemain kurang saka 1mil, lan ngganti bahan dielektrik FR4 kanthi bahan kanthi konstanta dielektrik sing dhuwur. Saiki, keramik lan plastik pot bisa nyukupi kebutuhan desain 100 nganti 300ps sirkuit wektu sing mundhak.

Sanajan bahan lan metode anyar bisa digunakake ing mangsa ngarep, sirkuit wektu 1 nganti 3 n sing umum, 3 nganti 6 mil lapisan, lan bahan dielektrik FR4 biasane cukup kanggo ngatasi harmoni kanthi dhuwur lan nggawe sinyal transien kurang, yaiku , mode umum EMI bisa dikurangi sithik. Ing kertas iki, conto desain tumpukan berlapis PCB diwenehake, lan jarak lapisan dianggep 3 nganti 6 mil.

tameng elektromagnetik

Saka sudut pandang sinyal, strategi tata letak sing apik yaiku nyelehake kabeh jejak sinyal ing siji utawa luwih lapisan, sing ana ing jejere lapisan listrik utawa pesawat dhasar. Kanggo pasokan listrik, strategi tata letak sing apik yaiku lapisan listrik sing ana ing jejer pesawat lemah, lan jarak antarane lapisan listrik lan pesawat darat mesthine bisa sekedhik, yaiku strategi sing disebut "lapisan".

Tumpukan PCB

Apa jinis strategi tumpukan sing bisa mbantu nglindhungi lan nahan EMI? Skema penumpukan berlapis ing ngisor iki nganggep manawa arus pasokan listrik mili ing siji lapisan lan voltase tunggal utawa sawetara voltase disebarake ing bagean sing beda ing lapisan sing padha. Kasus saka lapisan lapisan kaping pirang-pirang bakal dibahas mengko.

Piring 4 lapis

Ana sawetara masalah potensial ing desain laminasi 4 lapis. Kaping pisanan, sanajan lapisan sinyal ana ing lapisan njaba lan tenaga lan pesawat dhasar ana ing lapisan njero, jarak antarane lapisan listrik lan bidang dhasar isih gedhe banget.

Yen syarat biaya iku sing pertama, loro alternatif ing papan 4-lapis tradisional bisa dianggep. Kalorone bisa nambah kinerja penekanan EMI, nanging mung cocog kanggo kasus sing kerapatan komponen ing papan cukup kurang lan cukup area ing sekitar komponen (kanggo nyelehake lapisan tembaga sing dibutuhake kanggo catu daya).

Sing pertama yaiku skema sing disenengi. Lapisan njaba PCB kabeh lapisan, lan rong lapisan tengah minangka sinyal / lapisan daya. Pasokan listrik ing lapisan sinyal dilacak kanthi garis-garis sudhut, sing ndadekake jalur impedansi pasokan listrik saiki kurang lan impedansi jalur mikrostrip sinyal kurang. Saka perspektif kontrol EMI, iki minangka struktur PCB 4 lapisan paling apik sing kasedhiya. Ing skema nomer loro, lapisan njaba nggawa tenaga lan lemah, lan rong lapisan tengah nggawa sinyal kasebut. Dibandhingake karo papan 4-lapisan tradisional, skema iki luwih sithik, lan impedansi interlayer ora pati beda karo papan lapisan 4-tradisional.

Yen impedansi kabel kudu dikendhaleni, skema penumpukan ing ndhuwur kudu ngati-ati supaya kabel kasebut ana ing sangisore pulau tembaga pasokan listrik lan grounding. Kajaba iku, pulau tembaga kanthi pasokan listrik utawa stratum kudu gegandhengan sabisa-bisa supaya konektivitas antara DC lan frekuensi kurang.

Piring 6 lapis

Yen kapadhetan komponen ing papan 4-lapisan gedhe, piring 6-lapisan luwih apik. Nanging, efek tameng sawetara skema tumpukan ing desain papan 6-lapisan ora cukup, lan sinyal trans bus listrik ora suda. Rong conto sing bakal dibahas ing ngisor iki.

Ing prakara pisanan, sumber daya lan lemah diselehake ing lapisan kapindho lan kaping lima. Amarga impedansi sumber daya tembaga sing dhuwur banget, ora bisa ngontrol radiasi EMI mod sing umum. Nanging, saka sudut pandang kontrol impedansi sinyal, cara iki bener banget.

Ing conto kapindho, sumber daya lan lemah dipasang ing lapisan katelu lan kaping papat. Desain iki ngatasi masalah impedansi nganggo sandhangan tembaga. Amarga kinerja tameng elektromagnetik sing kurang apik ing lapisan 1 lan lapisan 6, mode diferensial EMI mundhak. Yen nomer garis sinyal ing rong lapisan njaba paling sithik lan dawa garis cendhak banget (kurang saka 1/20 gelombang gelombang harmonik paling dhuwur), desain bisa ngrampungake masalah mode diferensial EMI. Asil nuduhake yen supresi mode diferensial EMI pancen apik banget nalika lapisan njaba diisi tembaga lan area klambi tembaga dibakar (saben interval panjang gelombang 20/20). Kaya sing kasebut ing ndhuwur, tembaga bakal dilebokake


Wektu kirim: Jul-29-2020