Kumaha cara ngabéréskeun masalah EMI dina desain PC Multilayer?

Naha anjeun terang kumaha pikeun ngajawab masalah EMI nalika desain PCB multi-layer?

Hayu atuh béjakeun!

Aya seueur cara pikeun ngajawab masalah EMI. Metode suprési EMI modern kalebet: nganggo palapis suplemén EMI, milih bagian suprési EMI anu pas sareng desain simulasi EMI. Dumasar kana tata ruang PCB anu paling dasar, makalah ieu ngabahas fungsi tumpukan PCB dina ngendalikeun radiasi EMI sareng katerampilan desain PCB.

kakuatan beus

Luncat voltase kaluaran IC tiasa digancangan ku cara nempatkeun kapasitansi anu pas caket pin kakuatan IC. Nanging, ieu sanés tungtung masalah. Kusabab réspon anu terbatas tina kapasitor, mustahil pikeun kapasitor ngahasilkeun kakuatan harmonik anu dipikabutuh pikeun ngajalankeun kaluaran IC kalayan bersih dina pita frekuensi lengkep. Salaku tambahan, voltase sementara anu kabentuk dina beus listrik bakal nyababkeun turunna voltase dina kadua tungtung induktansi tina jalur dékplorasi. Tegangan sementara ieu mangrupikeun sumber gangguan EMI modeu umum anu utami. Kumaha cara urang ngatasi masalah ieu?

Dina kasus IC dina papan sirkuit kami, lapisan kakuatan di sakitar IC tiasa dianggap salaku kapasitor frékuénsi luhur anu saé, anu tiasa ngumpulkeun énergi anu dibocorkeun ku kapasitor diskrit anu nyayogikeun énergi frékuénsi luhur pikeun kaluaran bersih. Salaku tambahan, induktansi lapisan listrik anu hadé leutik, sahingga sinyal séntralisasi disintésis ku induktor ogé leutik, ku kituna ngirangan mode EMI umum.

Tangtosna, patalina antara lapisan catu daya sareng pin catu daya IC kedah sakumaha pondok-gancangna, kusabab naékna sinyal digital langkung gancang sareng gancang. Langkung saé sambungkeun langsung ka pad dimana pin kakuatan IC ayana, anu kedah didiskusikeun nyalira.

Pikeun ngendalikeun modeu EMI, lapisan listrik kedah janten pasangan lapisan kakuatan anu dirancang ogé pikeun ngabantosan decouple sareng ngagaduhan induktansi anu cekap. Sababaraha jalma panginten, kumaha saé éta? Jawaban gumantung kana lapisan kakuatan, bahan antara lapisan, sareng frekuensi operasi (nyaéta, fungsi waktos naékna IC). Sacara umum, jarak lapisan kakuatan nyaéta 6mil, sareng interlayerna mangrupikeun bahan FR4, sahingga kapasitansi sarua sareng inci inci kuadrat listrik antara 75pF. Jelas, langkung leutik dipasing lapisan, langkung ageung kapasitansi.

Henteu seueur alat sareng waktos naékna 100-300ps, tapi numutkeun tingkat pangembangan IC ayeuna, alat-alat anu ngagaduhan waktos dina kisaran 100-300ps bakal nempatan proporsi anu luhur. Pikeun sirkuit sareng 100 dugi 300 kali naék PS, jarak 3 lapis henteu deui diterapkeun pikeun kaseueuran aplikasi. Dina waktos éta, perlu pikeun ngadopsi téknologi delaminasi nganggo jarak interlayer kirang tina 1mil, sareng ngagentos bahan diéléktrik FR4 kalayan bahan anu tetep konstan diéléktrik. Ayeuna, keramik sareng plastik pot tiasa nyumponan sarat desain 100 dugi 300ps sirkuit waktos naékna.

Sanaos bahan sareng metode anyar tiasa dianggo dina waktosna, umumna dugi ka 1 dugi ka 3 ns sirkuit waktos, 3 dugi ka 6 lapisan mil, sareng bahan diéléktrik FR4 biasana cekap pikeun ngatur harmonik anu luhur sareng ngajantenkeun sinyal transparansi cukup, nyaéta , mode umum EMI tiasa dikirangan pisan rendah. Dina tulisan ieu, conto desain PCB tumpukan lapisan berlapis, sareng jarak lapisan dianggap 3 ka 6 mil.

taméng éléktromagnétik

Tina sudut pandang sinyalna sinyal, strategi lapisan anu saé pikeun nempatkeun sadaya lacak sinyal dina hiji atanapi langkung lapisan, anu aya di gigir lapisan listrik atanapi pesawat darat. Pikeun catu daya, strategi lapisan anu saé kedahna yén lapisan kakuatan caket sareng ground ground, sareng jarak antara lapisan listrik sareng ground ground kedah sakedik mungkin, anu sapertos anu disebat strategi "layering".

Tumpukan PCB

Naon jinis strategi susun anu tiasa ngabantosan sareng nindes EMI? Rencana tumpukan berlapis di handap ieu nganggap yén arus listrik ayeuna ngalir dina lapisan tunggal sareng yén tegangan tunggal atanapi sababaraha voltase kasebar dina bagian anu sami dina lapisan anu sami. Kasus sababaraha lapisan kakuatan bakal dibahas engké.

4-piring lapis

Aya sababaraha masalah poténsial dina desain laminates 4 ply. Mimiti, sanajan lapisan sinyalna aya dina lapisan luar sareng kakuatan sareng pesawat darat aya dina lapisan jero, jarak antara lapisan listrik sareng pesawat darat masih ageung teuing.

Upami sarat biaya pangheulana, dua alternatif ieu ka papan tradisional 4-ply tradisional tiasa dianggap. Duanana tiasa ningkatkeun kinerja suprési EMI, tapi éta cocog pikeun kasus dimana kapadetan komponén dina papan cekap cekap sareng aya cukup luas sakitar komponén (pikeun nempatkeun lapisan tambaga anu diperyogikeun pikeun catu daya).

Anu kahiji nyaéta skéma pikaresep. Lapisan luar PCB sadayana lapisan, sareng dua lapisan tengahna sinyal / lapisan kakuatan. Pasokan daya dina lapisan sinyal ditungtut sareng garis anu lebar, anu nyababkeun jalan impedansi pasokan listrik ayeuna rendah sareng impedansi jalur mikrostrip anu handap. Tina sudut pandang kontrol EMI, ieu struktur PCB 4-lapisan pangsaéna anu sayogi. Dina skéma kadua, lapisan luar mawa kakuatan sareng taneuh, sareng dua lapisan tengahna mawa sinyal. Dibandingkeun sareng dewan tradisional 4-lapisan, pamutahiran tina skéma ieu langkung alit, sareng halangan interlayer henteu saé sapertos papan tradisional 4-lapisan.

Upami impedansi kabel kedah dikontrol, skéma susun di luhur kedah ati-ati pisan pikeun nempatkeun kabel di handapeun pulau tambaga pasokan listrik sareng grounding. Salaku tambahan, pulau tambaga dina catu daya atanapi stratum kedah saling nyambungkeun sabisa-bisa pikeun mastikeun konéktipitas antara DC sareng frekuensi handap.

6-piring lapis

Upami kapadetan komponén dina papan 4-lapisan ageung, piring 6-lapisan langkung saé. Nanging, pangaruh pelindung tina sababaraha skéma susun dina desain papan 6-lapisan henteu cekap saé, sareng sinyal samentawis beus listrik henteu dikirangan. Dua conto dibahas dihandap.

Dina kasus anu munggaran, catu daya sareng taneuh disimpen masing-masing dina lapisan kadua sareng kalima. Kusabab impedansi tinggi tina tambaga kakuatan clad tambaga, éta pisan nguntungkeun pikeun ngadalikeun radiasi EMI modeu umum. Nanging, tina sudut pandang kontrol impedansi sinyal, cara ieu leres pisan.

Dina conto anu kadua, catu daya sareng taneuh disimpen dina lapisan katilu sareng kaopat masing-masing. Desain ieu ngabéréskeun masalah impedansi sandaran tambaga tina catu daya. Alatan kinerja pelindung éléktromagnétik anu kirang tina lapisan 1 sareng lapisan 6, modeu épékasi EMI ningkat. Upami nomer garis sinyal dina dua lapisan luar nyaéta paling saeutik sareng panjang garis anu pondok pisan (kurang tina 1/20 tina panjang gelombang harmonik anu paling luhur), desain éta tiasa ngabéréskeun masalah mode bédana EMI. Hasilna nunjukkeun yén penindasan modeu diferensial EMI langkung saé nalika lapisan luar ngeusi tambaga sareng aréa clad tambaga di grounded (unggal 1/20 interval panjang gelombang). Sakumaha didadarkeun di luhur, tambaga bakal diletak


Waktos Post: Jul-29-2020