Analizar el papel del diseño de la pila por capas en la supresión de la EMI

El diseño por capas es el proceso de utilizar una placa de circuito impreso con muchas capas para mejorar la integridad de la señal y reducir la EMI. Una placa de 6 capas de alto rendimiento para uso general, por ejemplo, coloca la primera y la sexta capa como capas de tierra y alimentación. Entre estas dos capas hay una capa de línea de señal microstrip doble centrada que proporciona una excelente supresión de EMI. Sin embargo, este diseño tiene sus desventajas, como el hecho de que la capa de trazas sólo tiene dos capas de grosor. La placa convencional de seis capas tiene trazas exteriores cortas que pueden reducir la EMI.

Herramienta de análisis de impedancias

Si está buscando una herramienta de diseño de PCB para minimizar la susceptibilidad de su PCB a las EMI, ha llegado al lugar adecuado. El software de análisis de impedancia le ayuda a determinar los materiales correctos para su PCB y a determinar qué configuración tiene más probabilidades de suprimir la EMI. Estas herramientas también le permiten diseñar la pila de capas de su PCB de forma que se minimicen los efectos de la EMI.

Cuando se trata del diseño de pilas de PCB por capas, la EMI suele ser una de las principales preocupaciones de muchos fabricantes. Para reducir este problema, puede utilizar un diseño de pila de capas de PCB con una separación de tres a seis milímetros entre las capas adyacentes. Esta técnica de diseño puede ayudarle a minimizar la EMI en modo común.

Disposición de las capas planas y de señal

Al diseñar una placa de circuito impreso, es fundamental tener en cuenta la disposición de las capas planas y de señal. Esto puede ayudar a minimizar el efecto de la EMI. Por lo general, las capas de señal deben situarse junto a los planos de potencia y tierra. Esto permite una mejor gestión térmica. Los conductores de la capa de señal pueden disipar el calor mediante refrigeración activa o pasiva. Del mismo modo, los planos y capas múltiples ayudan a suprimir la EMI al minimizar el número de caminos directos entre las capas de señal y los planos de potencia y tierra.

Uno de los diseños de apilado de PCB por capas más populares es el apilado de PCB de seis capas. Este diseño proporciona blindaje para trazas de baja velocidad y es ideal para el enrutamiento de señales ortogonales o de doble banda. Lo ideal es que las señales analógicas o digitales de mayor velocidad se encaminen por las capas exteriores.

Adaptación de impedancias

El diseño de PCB en capas puede ser una herramienta valiosa para suprimir la EMI. La estructura en capas ofrece una buena contención del campo y un buen juego de planos. La estructura en capas permite conexiones de baja impedancia a GND directamente, eliminando la necesidad de vías. También permite un mayor número de capas.

Uno de los aspectos más críticos del diseño de placas de circuito impreso es la adaptación de impedancias. La adaptación de impedancias permite que las trazas de la placa de circuito impreso coincidan con el material del sustrato, manteniendo así la intensidad de la señal dentro del rango requerido. La integridad de la señal es cada vez más importante a medida que aumentan las velocidades de conmutación. Esta es una de las razones por las que las placas de circuito impreso ya no pueden tratarse como conexiones punto a punto. Dado que las señales se mueven a lo largo de las pistas, la impedancia puede cambiar significativamente, reflejando la señal de vuelta a su fuente.

Al diseñar pilas de placas de circuito impreso por capas, es importante tener en cuenta la inductancia de la fuente de alimentación. Una alta resistencia del cobre en la fuente de alimentación aumenta la probabilidad de EMI en modo diferencial. Al minimizar este problema, es posible diseñar circuitos que tengan menos líneas de señal y longitudes de traza más cortas.

Enrutamiento de impedancia controlada

En el diseño de circuitos electrónicos, el encaminamiento controlado de la impedancia es una consideración importante. El encaminamiento controlado de la impedancia puede lograrse utilizando una estrategia de apilamiento por capas. En un diseño de apilamiento por capas, se utiliza un único plano de alimentación para transportar la corriente de alimentación en lugar de varios planos de alimentación. Este diseño tiene varias ventajas. Una de ellas es que puede ayudar a evitar EMI.

El enrutamiento de impedancia controlada es un elemento de diseño importante para suprimir las interferencias electromagnéticas. El uso de planos separados de tres a seis mils puede ayudar a contener los campos magnéticos y eléctricos. Además, este tipo de diseño puede ayudar a reducir la EMI en modo común.

Protección de rastros sensibles

El diseño de la pila en capas es un elemento crítico para suprimir la EMI. Un buen apilamiento de placas puede lograr una buena contención del campo y proporcionar un buen conjunto de planos. Pero debe diseñarse con cuidado para evitar problemas de compatibilidad electromagnética.

Generalmente, un plano separado de 3 a 6 mil puede suprimir armónicos de alta gama, transitorios bajos y EMI de modo común. Sin embargo, este enfoque no es adecuado para suprimir la EMI causada por ruidos de baja frecuencia. Un apilamiento con una separación de 3 a 6 mil sólo puede suprimir la EMI si la separación entre planos es igual o mayor que la anchura de la traza.

El diseño de una placa de seis capas de alto rendimiento y uso general establece la primera y la sexta capa como tierra. Las capas tercera y cuarta toman la fuente de alimentación. En medio, se coloca una capa de línea de señal microstrip doble centrada. Este diseño proporciona una excelente supresión de EMI. Sin embargo, la desventaja de este diseño es que la capa de trazas sólo tiene dos capas de grosor. Por lo tanto, se prefiere la placa convencional de seis capas.