Технология PCB - как устранить электромагнитные помехи, повысить производительность многослойных продуктов PCB

при проектировании схемы питания, electromодинgnetic interference is one of the key factors affecting product performance. сейчас, for engineers, есть много способов решить проблемы EMI. Usually, метод подавления EMI включает: Эми - подавление покрытия, EMI simulation Design and select appropriate EMI suppression parts, сорт. This article will start with PCB and introduce the role and проектировать techniques of PCB layered stacking in controlling EMI radiation.

как устранить электромагнитные помехи продукты PCB

Properly placing a capacitor of appropriate capacity near the power supply pin of the IC can make the IC output voltage jump faster. Однако, the problem does not end here. из - за ограниченной частотной чувствительности конденсатора, the capacitor cannot generate the harmonic power required to drive the IC output cleanly in the full frequency band. Кроме того, the transient voltage formed on the power bus will form a voltage drop across the inductance of the decoupling path, Эти переходные напряжения являются основным источником помех EMI. How should we solve these problems?

Что касается IC на наших схемах, the power layer around the IC can be regarded as an excellent high-frequency capacitor, Он может собирать часть энергии утечки дискретного конденсатора, чтобы обеспечить высокочастотный выход. In addition, индуктивность слоя хорошей мощности должна быть меньше, so the transient signal synthesized by the inductance is also small, понизить таким образом симулятор EMI.

Конечно, связь между слоем электропитания и пяткой электропитания IC должна быть как можно более короткой, так как цифровой сигнал поднимается все быстрее и лучше прямо подключиться к электрической катушке, где находится цоколь питания IC. Это требует отдельного обсуждения.

для управления симулятором EMI, the power plane must help decoupling and have a sufficiently low inductance. Этот силовой самолет должен быть парой хорошо сконструированных энергетических самолетов.. Someone may ask, как хорошо? The answer to the question depends on the layering of the power supply, материал между двумя слоями, and the operating frequency (that is, a function of the IC rise time). Normally, интервал между слоями питания 6 мил, and the interlayer is FR4 material, эквивалентная емкость на квадратный дюйм. Obviously, уменьшение интервала между слоями, Чем больше емкость.

количество деталей в период подъема от 100 до 300 ПС невелико, но при нынешних темпах развития IC на приборах от 100 до 300 ПС будет приходиться значительная доля времени подъема. для цепи со временем подъема от 100 до 300ps расстояние между 3mil слоями больше не будет применяться к большинству приложений. В то время необходимо было использовать технологии стратификации с интервалом менее 1 миллиметра и заменить материал FR4 материалами с высокой диэлектрической проницаемостью. Теперь керамика и керамика пластика могут удовлетворить требования дизайна схемы 100 - 300 ПС время подъема.

Хотя в будущем могут использоваться новые материалы и новые методы, для обычных 1 - 3ns цепи времени подъема, 3 - 6 mil интервалов между слоями и FR4 диэлектриков, как правило, достаточно для обработки высоких гармоник и достаточно низкого уровня переходных сигналов, то есть симулятор EMI может быть очень низким. В данном документе приведен пример конструкции слоистой упаковки PCB, которая предполагает, что интервал между слоями составляет от 3 до 6 мил.

электромагнитная защита

под углом зрения траектории сигнала, a good layering strategy should be to put all signal traces on one or several layers, Эти слои соприкасаются с слоем питания или поверхностным слоем. For the power supply, Хорошая стратификационная стратегия должна быть смещена между слоем питания и слоем земли, а расстояние между слоем питания и наземным слоем должно быть как можно меньше.. Это то, что мы называем "стратификацией".

сборка PCB

What stacking strategy helps to shield and suppress EMI? схема наложения следующих слоёв предполагает движение тока питания в одном слое, and the single voltage or multiple voltages are distributed in different parts of the same layer. Ситуация с несколькими слоями питания будет рассмотрена позднее.

четырехслойная фанера

при проектировании 4 - этажной платы есть несколько потенциальных проблем. Во - первых, традиционные четырехслойные пластины толщиной 62 мм, даже если сигнальный слой находится в наружном слое, слой питания и соединительный пласт внутри слоя, расстояние между слоем питания и прилегающим слоем остается слишком большим.

If the cost requirement is first, you can consider the following two traditional четырехслойная фанера выбор. Both of these solutions can improve the performance of EMI suppression, but they are only suitable for applications where the component density on the board is low enough and there is enough area around the components (place the required power supply copper layer).

первый вариант является предпочтительным решением. The outer layers of the PCB are ground layers, промежуточный двухслойный слой/power layers. питание на сигнальном слое осуществляется широкополосной проводкой, which can make the path impedance of the power supply current low, сопротивление траектории сигнала также очень низкое. From the perspective of EMI control, Это лучший 4 - й этаж в настоящее время структура PCB; Второй вариант - использование электропитания и заземления в космосе, and signals in the middle two layers. & традиционный четырехслойная фанера, the improvement is smaller, межслойное сопротивление равно традиционному сопротивлению четырехслойная фанера.

If you want to control the trace impedance, Вышеупомянутые схемы укладки должны быть тщательно продуманы, с тем чтобы установить следы под силовыми установками и заземленными медными островами; Кроме того, источник питания или остров заземления меди должны быть как можно ближе друг к другу. To ensure DC and low frequency connectivity.

шестислойная фанера

Если плотность компонента на плоскости четырехслойная фанера is relatively high, a шестислойная фанера is best. Однако, some stacking schemes in the шестислойная фанера проектируемый недостаточно для защиты электромагнитного поля, and have little effect on the reduction of the transient signal of the power bus. В первом примере, the power supply and ground are placed on the 2nd and 5th layers respectively. из - за высокого медного сопротивления питания, it is very unfavorable to control the common mode EMI radiation. Однако, from the point of view of signal impedance control, Этот метод очень правильный.