PCB Blogu - EMI radyasyonunu kontrol etmek için PCB tahtalarının katlanmış yerleştirme rolü

Bu makale temel PCB tahtası düzeninden başlar ve EMI radyasyonunu kontrol etmek üzere katlı PCB tahtasının rolünü ve tasarlama tekniklerini tartışır. EMI sorunu çözmek için birçok yol var. Modern EMI baskısı

1. Güç avtomatik barReasonable placement of capacitors with appropriate capacity near the power pins of the IC can make the IC output voltage jump faster. Ama sorun orada sona ermiyor. Kapacitörlerin sonlu frekans cevabı yüzünden, bu onları tamamen frekans grubu üzerinde IC'nin çıkışını temizlemek için gereken harmonik gücü üretilmesini engeller. Ayrıca, elektrik otobüslerinde geliştirilen geçici voltajlar, çözümleme yolunun induktansının üzerinde voltaj düşürülecek ve bu geçici voltajlar ortak modun EMI araştırmasının en önemli kaynağıdır. Bu sorunları nasıl çözelim? Tahtamızdaki bir IC durumunda, IC'nin etrafındaki güç uça ğı temiz bir çıkış için yüksek frekans enerjisini sağlayan diskretli kapasitörler tarafından sızdırılan enerji olarak düşünebilir. Ayrıca, iyi bir güç teslimatı katmanının incelemesi küçük olmalı, yani induktans tarafından sintezleştirilen geçici sinyal de küçük, bu yüzden ortak EMI modunu azaltmak için. Of course, the connection from the power supply layer to the IC power supply pin must be as short as possible, because the rising edge of the digital signal is getting faster and faster, and it is directly connected to the pad where the IC power supply pin is located, which will be discussed separately. Ortak modu EMI kontrol etmek için güç uça ğı, ayrılmayı kolaylaştırmak ve yeterince düşük etkisi olmak için mantıklı iyi tasarlanmış bir çift güç uçakları olmalı. Bir kişi sorabilir, ne kadar iyi? Sorunun cevabı güç teslimatı, katlar arasındaki materyaller ve operasyon frekansiyetine bağlı (yani IC'nin yükselmesi zamanının fonksiyonu). Genelde güç katmanın uzanımı 6 mil ve karışık katmanı FR4 materyalidir. Elektrik katmanının kare santimetre ekvivalent kapasitesi yaklaşık 75pF. Görünüşe göre, katı boşluğu daha küçük, kapasitesi daha büyük. 100 ile 300p'e yükselmiş birçok cihaz yok, ama şimdiki IC geliştirme hızında, 100 ile 300p'e yükselmiş saatler arasında yükselmiş bir oran olacak. 100 ile 300p'e yükselen devreler için, çoğu uygulamalar için artık 3 mil katı boşluğu uygun olmayacak. O zamanlar, sütun tekniklerini 1 milden az bir katı uzağınla kullanmak ve FR4 dielektrik materyalini çok yüksek bir dielektrik constant ile bir materyalle değiştirmek gerekiyordu. Şimdi, keramikler ve keramikler 100-300p saat devrelerinin dizayn ihtiyaçlarına uyabilir. Although new materials and methods may be adopted in the future, for today's common 1 to 3ns rise time circuits, 3 to 6mil layer spacing and FR4 dielectric materials, it is usually sufficient to handle high-end harmonics and keep transients low enough to be That said, common mode EMI can be very low. Bu madde verilen PCB tahtası düzenli stack tasarımı örneğin in 3 ile 6 mil uzağını tahmin edecek. Sinyal yönlendirme noktasından elektrromagnetik kalkanlar, güç veya yeryüzü uçaklarının yanında tüm sinyal izlerini bir ya da birkaç katta yerleştirmek gerekir. Güç için iyi bir katlama stratejisi, güç katının yeryüzüne yakın olduğunu ve güç katının ve yeryüzünün arasındaki mesafesi mümkün olduğunca küçük, bu da "katlama" strateji deniyoruz.3. 4 katlı tahta 4 katlı tahta tasarımı ile birkaç potansiyel sorun var. İlk önce, 62 mil kalıntısı olan geleneksel dört katı tahtası için sinyal katı dışarıdaki katta ve güç ve yeryüzü katları iç katta olsa bile, güç katı ve yeryüzü katı arasındaki mesafe hâlâ çok büyük. Eğer mali ihtiyaçları yerinde ise, geleneksel 4 katı tahtası için bu iki alternatifi düşünün. İki çözüm EMI baskı performansını geliştirebilir, ama sadece tahtadaki komponent yoğunluğu yeterince düşük olduğunda ve komponentlerin etrafında yeterince alan vardır (gerekli elektrik temizleme bakı katını yerleştirmek için). PCB'nin dışarıdaki katları yer katları ve iki orta katı sinyal/güç katları. Sinyal katmanının enerji tasarımı geniş izlerle yönlendirildir, bu da enerji tasarımının yolunu düşük düşük yapar ve sinyal mikrostrup yolunun engellemesi de düşük. EMI kontrol perspektivinden, bu 4 katlı PCB tahta yapısı. In the second scheme, the outer layer takes the power and ground, and the middle two layers take the signal. 4 katı tahtasıyla karşılaştırıldığında, bu tasarımın geliştirilmesi daha küçük ve karşılaştırma impedansı geleneksel 4 katı tahtası kadar fakir. Eğer izler impedansı kontrol edilecekse, yukarıdaki toprak tasmaları güç ve toprak adaların altında izler sürüşmesi gerekiyor. Ayrıca, güç ya da toprak uçaklarındaki bakra adaları DC ve düşük frekans bağlantısını sağlamak için mümkün olduğunca yakın olarak bağlantılı olmalı.4 6 katı tahtasıIf the component density on a 4-layer board is relatively high, a 6-layer board is used. Ancak, 6 katlı tahta tasarımında bazı takım tasarımlar elektromagnetik alanı korumak için yeterince iyi değildir ve elektromagnetin geçici sinyalini azaltmak üzere küçük etkisi vardır. İki örnek aşağıda tartışıldı. Örneğin, elektrik temsili ve toprak ikinci ve beşinci katta yerleştirilir. Elektrik tasarımının yüksek engellemesi yüzünden, ortak EMI radyasyonunu kontrol etmek çok faydasız. Ancak, sinyalin impedans kontrolünün görünüşünden bu yöntem tamamen doğru. The second example places power and ground on the 3rd and 4th layers, respectively. Bu tasarım güç sağlamı bakıcısı çarpıştırma impedance problemini çözer. 1. ve 6. katların zayıf elektromagnetik kaldırma performansı yüzünden, farklı mod EMI artıyor. Eğer iki dış kattaki sinyal çizgilerin sayıs ı düşük ve izler uzunluğu kısa (s)