Taf kif issolvi l-problema EMI meta disinn ta 'PCB b'ħafna saffi?
Ħa ngħidilkom!
Hemm ħafna modi biex issolvi l-problemi tal-EMI.Metodi moderni ta 'soppressjoni ta' l-EMI jinkludu: l-użu ta 'kisi ta' soppressjoni ta 'l-EMI, l-għażla ta' partijiet ta 'soppressjoni ta' l-EMI xierqa u disinn ta 'simulazzjoni ta' l-EMI.Ibbażat fuq it-tqassim tal-PCB l-aktar bażiku, dan id-dokument jiddiskuti l-funzjoni tal-munzell tal-PCB fil-kontroll tar-radjazzjoni EMI u l-ħiliet tad-disinn tal-PCB.
power bus
Il-qabża tal-vultaġġ tal-ħruġ tal-IC tista 'tiġi aċċellerata billi titqiegħed kapaċità xierqa ħdejn il-pin tal-qawwa tal-IC.Madankollu, dan mhux it-tmiem tal-problema.Minħabba r-rispons tal-frekwenza limitata tal-kapaċitatur, huwa impossibbli li l-kapaċitatur jiġġenera l-qawwa armonika meħtieġa biex issuq l-output IC b'mod nadif fil-medda ta 'frekwenza sħiħa.Barra minn hekk, il-vultaġġ temporanju ffurmat fuq ix-xarabank tal-enerġija jikkawża waqgħa fil-vultaġġ fiż-żewġt itruf tal-inductance tal-mogħdija tad-diżakkoppjar.Dawn il-vultaġġi temporanji huma s-sorsi ewlenin ta 'interferenza EMI tal-modalità komuni.Kif nistgħu nsolvu dawn il-problemi?
Fil-każ ta 'IC fuq il-bord taċ-ċirkwit tagħna, is-saff ta' enerġija madwar l-IC jista 'jitqies bħala kapaċitatur tajjeb ta' frekwenza għolja, li jista 'jiġbor l-enerġija leaked mill-kapaċitatur diskreti li jipprovdi enerġija ta' frekwenza għolja għal output nadif.Barra minn hekk, l-inductance ta 'saff ta' qawwa tajba hija żgħira, għalhekk is-sinjal temporanju sintetizzat mill-inductor huwa wkoll żgħir, u b'hekk inaqqas il-mod komuni EMI.
Naturalment, il-konnessjoni bejn is-saff tal-provvista tal-enerġija u l-pin tal-provvista tal-enerġija IC għandha tkun qasira kemm jista 'jkun, minħabba li t-tarf li jogħla tas-sinjal diġitali huwa aktar mgħaġġel u aktar mgħaġġel.Huwa aħjar li tikkonnettja direttament mal-kuxxinett fejn jinsab il-pin tal-qawwa IC, li jeħtieġ li jiġi diskuss separatament.
Sabiex tikkontrolla l-EMI tal-mod komuni, is-saff ta 'l-enerġija għandu jkun par ta' saffi ta 'enerġija ddisinjati tajjeb biex jgħinu jiddiżakkoppjaw u jkollhom induttanza baxxa biżżejjed.Xi nies jistgħu jistaqsu, kemm hu tajjeb?It-tweġiba tiddependi fuq is-saff tal-qawwa, il-materjal bejn is-saffi, u l-frekwenza operattiva (jiġifieri, funzjoni tal-ħin ta 'żieda IC).B'mod ġenerali, l-ispazjar tas-saffi ta 'l-enerġija huwa 6mil, u s-saff ta' bejn is-saffi huwa materjal FR4, għalhekk il-kapaċità ekwivalenti għal kull pulzier kwadru ta 'saff ta' enerġija hija ta 'madwar 75pF.Ovvjament, l-iżgħar l-ispazjar tas-saff, l-akbar il-kapaċità.
M'hemmx ħafna apparati b'ħin ta 'żieda ta' 100-300ps, iżda skont ir-rata ta 'żvilupp attwali ta' IC, l-apparati b'ħin ta 'żieda fil-medda ta' 100-300ps se jokkupaw proporzjon għoli.Għal ċirkwiti b'ħinijiet ta 'żieda ta' 100 sa 300 PS, spazjar ta 'saff ta' 3 mil m'għadux applikabbli għal ħafna applikazzjonijiet.F'dak iż-żmien, huwa meħtieġ li tiġi adottata t-teknoloġija tad-delaminazzjoni bl-ispazjar bejn is-saffi inqas minn 1mil, u tissostitwixxi l-materjal dielettriku FR4 bil-materjal b'kostanti dielettrika għolja.Issa, iċ-ċeramika u l-plastik mħawla jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tad-disinn ta 'ċirkwiti ta' ħin ta 'żieda ta' 100 sa 300ps.
Għalkemm materjali u metodi ġodda jistgħu jintużaw fil-ġejjieni, ċirkwiti komuni ta 'ħin ta' żieda ta '1 sa 3 ns, spazjar tas-saff ta' 3 sa 6 mil, u materjali dielettriċi FR4 huma ġeneralment biżżejjed biex jimmaniġġaw armoniċi high-end u jagħmlu sinjali temporanji baxxi biżżejjed, jiġifieri , mod komuni EMI jista 'jitnaqqas baxx ħafna.F'dan id-dokument, jingħata l-eżempju tad-disinn ta 'stivar f'saffi ta' PCB, u l-ispazjar tas-saff huwa preżunt li huwa 3 sa 6 mil.
ilqugħ elettromanjetiku
Mill-perspettiva tar-rotta tas-sinjali, strateġija tajba ta 'saffi għandha tkun li tpoġġi t-traċċi tas-sinjali kollha f'saff wieħed jew aktar, li huma ħdejn is-saff tal-qawwa jew il-pjan terren.Għall-provvista ta 'l-enerġija, strateġija ta' saffi tajba għandha tkun li s-saff ta 'l-enerġija jkun maġenb il-pjan ta' l-art, u d-distanza bejn is-saff ta 'l-enerġija u l-pjan ta' l-art għandha tkun żgħira kemm jista 'jkun, li hija dik li nsejħu l-istrateġija ta' "saffi".
Munzell tal-PCB
X'tip ta 'strateġija ta' stivar jista 'jgħin biex jipproteġi u jrażżan l-EMI?L-iskema ta 'stivar f'saffi li ġejja tassumi li l-kurrent tal-provvista tal-enerġija jiċċirkola fuq saff wieħed u li vultaġġ wieħed jew vultaġġi multipli huma mqassma f'partijiet differenti tal-istess saff.Il-każ ta 'saffi multipli ta' enerġija se jiġi diskuss aktar tard.
Pjanċa b'4 saffi
Hemm xi problemi potenzjali fid-disinn ta 'laminati b'4 saffi.L-ewwelnett, anki jekk is-saff tas-sinjal ikun fis-saff ta 'barra u l-qawwa u l-pjan tal-art huma fis-saff ta' ġewwa, id-distanza bejn is-saff tal-qawwa u l-pjan terren għadha kbira wisq.
Jekk ir-rekwiżit tal-ispiża huwa l-ewwel, iż-żewġ alternattivi li ġejjin għall-bord tradizzjonali b'4 saffi jistgħu jiġu kkunsidrati.It-tnejn li huma jistgħu jtejbu l-prestazzjoni tas-soppressjoni tal-EMI, iżda huma adattati biss għall-każ fejn id-densità tal-komponenti fuq il-bord hija baxxa biżżejjed u hemm biżżejjed żona madwar il-komponenti (biex tpoġġi l-kisi tar-ram meħtieġ għall-provvista tal-enerġija).
L-ewwel hija l-iskema preferuta.Is-saffi ta 'barra tal-PCB huma saffi kollha, u ż-żewġ saffi tan-nofs huma saffi ta' sinjal / qawwa.Il-provvista tal-enerġija fuq is-saff tas-sinjal hija mgħoddija b'linji wiesgħa, li tagħmel l-impedenza tal-mogħdija tal-kurrent tal-provvista tal-enerġija baxxa u l-impedenza tal-mogħdija tal-microstrip tas-sinjal baxx.Mill-perspettiva tal-kontroll EMI, din hija l-aħjar struttura tal-PCB b'4 saffi disponibbli.Fit-tieni skema, is-saff ta 'barra jġorr il-qawwa u l-art, u ż-żewġ saff tan-nofs iġorr is-sinjal.Meta mqabbel mal-bord tradizzjonali b'4 saffi, it-titjib ta 'din l-iskema huwa iżgħar, u l-impedenza tas-saff ta' bejn is-saffi mhix tajba daqs dik tal-bord tradizzjonali b'4 saffi.
Jekk l-impedenza tal-wajers għandha tiġi kkontrollata, l-iskema ta 'stivar ta' hawn fuq għandha tkun attenta ħafna biex tpoġġi l-wajers taħt il-gżira tar-ram tal-provvista tal-enerġija u l-ert.Barra minn hekk, il-gżira tar-ram fuq il-provvista tal-enerġija jew stratum għandha tkun interkonnessa kemm jista 'jkun biex tiġi żgurata l-konnettività bejn DC u frekwenza baxxa.
Pjanċa b'6 saffi
Jekk id-densità tal-komponenti fuq il-bord b'4 saffi hija kbira, il-pjanċa b'6 saffi hija aħjar.Madankollu, l-effett tal-ilqugħ ta 'xi skemi ta' stivar fid-disinn tal-bord b'6 saffi mhuwiex tajjeb biżżejjed, u s-sinjal temporanju tal-power bus ma jitnaqqasx.Żewġ eżempji huma diskussi hawn taħt.
Fl-ewwel każ, il-provvista tal-enerġija u l-art jitqiegħdu fit-tieni u l-ħames saffi rispettivament.Minħabba l-impedenza għolja tal-provvista tal-enerġija miksija bir-ram, huwa ferm sfavorevoli li tikkontrolla r-radjazzjoni EMI tal-modalità komuni.Madankollu, mil-lat tal-kontroll tal-impedenza tas-sinjal, dan il-metodu huwa korrett ħafna.
Fit-tieni eżempju, il-provvista tal-enerġija u l-art huma mqiegħda fit-tielet u r-raba 'saffi rispettivament.Dan id-disinn isolvi l-problema tal-impedenza miksija tar-ram tal-provvista tal-enerġija.Minħabba l-prestazzjoni fqira ta 'lqugħ elettromanjetiku tas-saff 1 u s-saff 6, il-modalità differenzjali EMI tiżdied.Jekk in-numru ta 'linji tas-sinjali fuq iż-żewġ saffi ta' barra huwa l-inqas u t-tul tal-linji huwa qasir ħafna (inqas minn 1 / 20 tal-ogħla wavelength armoniku tas-sinjal), id-disinn jista 'jsolvi l-problema tal-modalità differenzjali EMI.Ir-riżultati juru li s-soppressjoni tal-modalità differenzjali EMI hija speċjalment tajba meta s-saff ta 'barra jkun mimli bir-ram u ż-żona miksija bir-ram hija msejsa (kull intervall ta' wavelength 1 / 20).Kif imsemmi hawn fuq, ir-ram għandu jitqiegħed
Ħin tal-post: Lulju-29-2020
