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Hay muchas maneras de resolver el problema del emi. Los métodos modernos de inhibición del EMI incluyen: utilizar recubrimientos de inhibición del EMI para seleccionar los componentes de inhibición del EMI adecuados y el diseño de simulación del emi. Este artículo comienza con el diseño más básico de los PCB y discute el papel y la tecnología de diseño de la pila estratificada de PCB en el control de la radiación emi.
Bus de alimentación
La colocación razonable de condensadores de capacidad adecuada cerca del pin de alimentación del IC puede hacer que el salto de voltaje de salida del IC cambie rápidamente. Sin embargo, el problema no ha terminado ahí. Debido a las características limitadas de respuesta de frecuencia de los condensadores, los condensadores no pueden producir la Potencia armónica necesaria para conducir la salida IC de manera limpia en toda la banda de frecuencia. Además, el voltaje transitorio formado en el bus de alimentación formará una caída de tensión en los inductores de la ruta de desacoplamiento. Estos voltaje instantáneos son las principales fuentes de interferencia EMI de modo común. ¿¿ cómo deben resolverse estos problemas?
En el caso de los IC en la placa de circuito, la capa de potencia alrededor del IC puede considerarse un excelente capacitor de alta frecuencia, que puede recoger parte de la energía filtrada por los condensadores discretos y proporcionar energía de alta frecuencia para la salida limpia. Además, los inductores de las buenas capas de potencia deben ser más pequeños, por lo que las señales transitorias sintetizadas por los inductores también deben ser más pequeñas, lo que reduce el EMI de modo común.
Por supuesto, la conexión entre la capa de alimentación y el pin de alimentación IC debe ser lo más corta posible, ya que el borde ascendente de la señal digital es cada vez más rápido, lo mejor es conectarse directamente a la almohadilla donde se encuentra el pin de alimentación ic. Esto debe discutirse por separado.
Para controlar el EMI de modo común, el plano de Potencia debe ayudar a desacoplar y tener una inducción lo suficientemente baja. Este plano dinámico debe ser un par de planos dinámicos cuidadosamente diseñados. ¿Alguien puede preguntar, ¿ qué tan bueno es? La respuesta a esta pregunta depende de la estratificación de la fuente de alimentación, el material entre las capas y la frecuencia de trabajo (es decir, la función del tiempo de subida del ic). Por lo general, la capa de potencia está separada por 6 mils, la capa intermedia es de material fr4 y la capacidad equivalente de la capa de potencia por pulgada cuadrada es de aproximadamente 75 PF. Obviamente, cuanto menor sea el espaciamiento de las capas, mayor será el capacitor.
No hay muchos dispositivos con un tiempo de subida entre 100 y 300ps, pero según la velocidad actual de desarrollo de ic, los dispositivos con un tiempo de subida dentro del rango de 100 - 300ps representarán una gran proporción. Para circuitos con un tiempo de subida de 100 a 300ps, el espaciamiento de capas 3mil ya no será adecuado para la mayoría de las aplicaciones. En ese momento, era necesario utilizar una técnica de estratificación con una distancia entre capas inferior a 1 milímetro y reemplazar el material dieléctrico fr4 por un material con una alta constante dieléctrica. Ahora, la cerámica y los plásticos cerámicos pueden cumplir con los requisitos de diseño de los circuitos de tiempo de subida de 100 a 300ps.
Aunque en el futuro pueden usarse nuevos materiales y métodos, para los circuitos de tiempo de subida de 1 a 3 ns, el espaciamiento de capas de 3 a 6 mils y el material dieléctrico fr4, que hoy son comunes, suele ser suficiente para procesar armónicos de alta gama y hacer que las señales transitorias sean lo suficientemente bajas, es decir, el EMI de modo común puede reducirse muy bajo. El ejemplo de diseño de apilamiento estratificado de PCB dado en este artículo asumirá una distancia de capa de 3 a 6 milímetros.
Blindaje electromagnético
Desde el punto de vista de los rastros de señal, una buena estrategia de estratificación debe ser colocar todos los rastros de señal en una o más capas, que están al lado de la capa de alimentación o la formación de tierra. Para la fuente de alimentación, una buena estrategia de estratificación debe ser que la capa de alimentación y la capa de tierra sean adyacentes, y la distancia entre la capa de alimentación y la capa de suelo sea lo más pequeña posible. Esto es lo que llamamos una estrategia "jerárquica".
Apilamiento de PCB
¿¿ qué tipo de estrategia de apilamiento ayuda a bloquear y inhibir el emi? El siguiente esquema de apilamiento estratificado asume que la corriente de alimentación fluye en una sola capa y que un solo voltaje o múltiples voltaje se distribuyen en diferentes partes de la misma capa. Más tarde se discutirá la situación de varias capas de potencia.
