Leiterplattentechnisch - Das Problem des Strombusses in mehrschichtiger Leiterplatte

Der Strombus ist eines der Probleme der EMI. Es gibt viele Möglichkeiten, das EWI-Problem zu lösen. Moderne EMI-Unterdrückungsmethoden umfassen: Verwendung von EMI-Unterdrückungsbeschichtungen, Auswahl geeigneter EMI-Unterdrückungsteile, und EMI Simulation Design. Dieser Artikel diskutiert das Problem des Strombusses in Mehrschichtige Leiterplatte

Strombus

Die richtige Platzierung eines Kondensators mit angemessener Kapazität in der Nähe des Netzteilstifts des IC kann die IC-Ausgangsspannung schneller springen lassen. Hier endet das Problem jedoch nicht. Aufgrund des begrenzten Frequenzgangs von Kondensatoren können die Kondensatoren nicht die Oberschwingungsleistung erzeugen, die benötigt wird, um den IC-Ausgang sauber im vollen Frequenzband anzutreiben. Darüber hinaus bildet die an der Leistungsbusleiste gebildete transiente Spannung einen Spannungsabfall über den Induktor des Entkopplungspfades. Diese transienten Spannungen sind die wichtigsten Gleichtakt-EMI-Störquellen. Wie sollen wir diese Probleme lösen?

Was den IC auf unserer Leiterplatte betrifft, kann die Leistungsschicht um den IC als ausgezeichneter Hochfrequenzkondensator angesehen werden, der den Teil der Energie sammeln kann, die durch den diskreten Kondensator austritt, der Hochfrequenzenergie für saubere Ausgabe bereitstellt. Darüber hinaus sollte die Induktivität einer guten Leistungsschicht klein sein, so dass das transiente Signal, das durch die Induktivität synthetisiert wird, auch klein ist, wodurch Gleichtakt-EMI reduziert wird.

Natürlich, Die Verbindung zwischen der Power Layer und dem IC Power Pin muss so kurz wie möglich sein, Denn die steigende Kante des digitalen Signals wird immer schneller, und es ist am besten, es direkt mit dem PCB-Pad wo sich der IC Power Pin befindet. Dies muss gesondert erörtert werden.

Um Gleichtakt-EMI zu steuern, muss die Leistungsebene zur Entkopplung beitragen und eine ausreichend niedrige Induktivität aufweisen. Diese Leistungsebene muss ein gut entworfenes Paar von Leistungsebenen sein. Jemand mag fragen, wie gut ist gut? Die Antwort auf die Frage hängt von der Schichtung der Stromversorgung, dem Material zwischen den Schichten und der Betriebsfrequenz (d.h. einer Funktion der IC-Anstiegszeit) ab. Im Allgemeinen ist der Abstand der Leistungsschicht 6mil, und die Zwischenschicht ist FR4-Material, die äquivalente Kapazität der Leistungsschicht pro Quadratzoll ist etwa 75pF. Je kleiner der Schichtabstand, desto größer die Kapazität.

Es gibt nicht viele Geräte mit einer Anstiegszeit von 100 bis 300 ps, aber entsprechend der aktuellen IC-Entwicklungsgeschwindigkeit nehmen Geräte mit einer Anstiegszeit im Bereich von 100 bis 300 ps einen hohen Anteil ein. Für Schaltungen mit einer Anstiegszeit von 100 bis 300ps ist der 3mil-Schichtabstand für die meisten Anwendungen nicht mehr geeignet. Damals galt es, Schichttechnik mit einem Schichtabstand von weniger als 1 Mio zu verwenden und dielektrische Materialien FR4 durch Materialien mit hohen dielektrischen Konstanten zu ersetzen. Jetzt können Keramik und keramische Kunststoffe die Designanforderungen von 100 bis 300 ps Anstiegszeitkreisen erfüllen.

Obwohl in Zukunft neue Materialien und neue Methoden eingesetzt werden können, für die heutigen üblichen 1 bis 3ns Anstiegszeitkreise, 3 bis 6mil Schichtabstand und FR4 dielektrische Materialien, Es ist in der Regel ausreichend, High-End-Oberschwingungen zu handhaben und das transiente Signal niedrig genug zu machen, das heißt,, Gleichtakt-EMI kann sehr niedrig reduziert werden. Die Schichtes Stapeln von Leiterplatten Beispiele in diesem Artikel werden einen Ebenenabstand von 3 bis 6 mils annehmen.