Analyser le rôle de la conception des piles en couches dans la suppression des interférences électromagnétiques

La conception par empilement de couches est le processus d'utilisation d'un circuit imprimé avec plusieurs couches pour améliorer l'intégrité des signaux et réduire les interférences électromagnétiques. Une carte à 6 couches haute performance à usage général, par exemple, utilise les première et sixième couches comme couches de masse et d'alimentation. Entre ces deux couches se trouve une double ligne de signal microruban centrée qui offre une excellente suppression des interférences électromagnétiques. Toutefois, cette conception présente des inconvénients, notamment le fait que la couche de trace n'a que deux couches d'épaisseur. La carte conventionnelle à six couches a des traces extérieures courtes qui peuvent réduire les interférences électromagnétiques.

Outil d'analyse d'impédance

Si vous recherchez un outil de conception de circuits imprimés pour minimiser la sensibilité de votre circuit imprimé aux interférences électromagnétiques, vous êtes au bon endroit. Les logiciels d'analyse d'impédance vous aident à déterminer les matériaux appropriés pour votre circuit imprimé et à déterminer la configuration la plus susceptible de supprimer les interférences électromagnétiques. Ces outils vous permettent également de concevoir l'empilement de couches de votre PCB de manière à minimiser les effets des interférences électromagnétiques.

Lorsqu'il s'agit de concevoir des circuits imprimés en couches, les interférences électromagnétiques (EMI) constituent souvent une préoccupation majeure pour de nombreux fabricants. Pour réduire ce problème, vous pouvez utiliser une conception d'empilage en couches de PCB avec une séparation de trois à six millimètres entre les couches adjacentes. Cette technique de conception peut vous aider à minimiser les interférences électromagnétiques en mode commun.

Disposition des couches de plan et de signal

Lors de la conception d'un circuit imprimé, il est essentiel de prendre en compte la disposition des couches de plan et de signal. Cela permet de minimiser l'effet des interférences électromagnétiques. En général, les couches de signaux doivent être adjacentes aux plans d'alimentation et de masse. Cela permet une meilleure gestion thermique. Les conducteurs de la couche de signaux peuvent dissiper la chaleur par un refroidissement actif ou passif. De même, les plans et couches multiples contribuent à supprimer les interférences électromagnétiques en minimisant le nombre de chemins directs entre les couches de signaux et les plans d'alimentation et de masse.

L'une des conceptions d'empilage de circuits imprimés les plus populaires est l'empilage de circuits imprimés à six couches. Cette conception offre un blindage pour les traces à faible vitesse et est idéale pour le routage de signaux orthogonaux ou à double bande. Idéalement, les signaux analogiques ou numériques à plus grande vitesse devraient être acheminés sur les couches extérieures.

Adaptation d'impédance

La conception d'une pile de circuits imprimés en couches peut être un outil précieux pour supprimer les interférences électromagnétiques. La structure en couches offre un bon confinement des champs et un ensemble de plans. La structure en couches permet des connexions à faible impédance avec GND directement, ce qui élimine le besoin de vias. Elle permet également d'augmenter le nombre de couches.

L'un des aspects les plus critiques de la conception des circuits imprimés est l'adaptation d'impédance. L'adaptation d'impédance permet aux traces du circuit imprimé de correspondre au matériau du substrat, ce qui maintient l'intensité du signal dans la plage requise. L'intégrité du signal est de plus en plus importante à mesure que les vitesses de commutation augmentent. C'est l'une des raisons pour lesquelles les circuits imprimés ne peuvent plus être considérés comme des connexions point à point. Comme les signaux se déplacent le long des traces, l'impédance peut changer de manière significative, ce qui renvoie le signal à sa source.

Lors de la conception d'empilages de circuits imprimés, il est important de tenir compte de l'inductance de l'alimentation. Une résistance de cuivre élevée sur l'alimentation augmente la probabilité d'une interférence électromagnétique en mode différentiel. En minimisant ce problème, il est possible de concevoir des circuits qui ont moins de lignes de signaux et des longueurs de tracés plus courtes.

Routage de l'impédance contrôlée

Dans la conception des circuits électroniques, l'acheminement contrôlé de l'impédance est une considération importante. L'acheminement contrôlé de l'impédance peut être réalisé en utilisant une stratégie d'empilage en couches. Dans ce type de conception, un seul plan de puissance est utilisé pour transporter le courant d'alimentation au lieu de plusieurs plans de puissance. Cette conception présente plusieurs avantages. L'un d'entre eux est qu'elle permet d'éviter les interférences électromagnétiques.

Le routage à impédance contrôlée est un élément de conception important pour la suppression des interférences électromagnétiques. L'utilisation de plans séparés par trois à six mils peut aider à contenir les champs magnétiques et électriques. En outre, ce type de conception peut contribuer à réduire les interférences électromagnétiques en mode commun.

Protection des traces sensibles

La conception d'un empilage en couches est un élément critique dans la suppression des interférences électromagnétiques. Un bon empilage de cartes peut permettre un bon confinement des champs et fournir un bon ensemble de plans. Mais il doit être conçu avec soin pour éviter de causer des problèmes de CEM.

En général, un plan séparé de 3 à 6 millimètres permet de supprimer les harmoniques de haut niveau, les transitoires faibles et les interférences électromagnétiques en mode commun. Toutefois, cette approche ne permet pas de supprimer les interférences électromagnétiques causées par les bruits de basse fréquence. Un empilage espacé de 3 à 6 millimètres ne peut supprimer les interférences électromagnétiques que si l'espacement des plans est égal ou supérieur à la largeur de la trace.

Une carte à six couches à usage général et à haute performance utilise les première et sixième couches comme base. Les troisième et quatrième couches accueillent l'alimentation électrique. Entre les deux, une double couche centrée de lignes de signaux en microruban est posée. Cette conception permet une excellente suppression des interférences électromagnétiques. Toutefois, l'inconvénient de cette conception est que la couche de trace n'a que deux couches d'épaisseur. C'est pourquoi il est préférable d'opter pour une carte conventionnelle à six couches.