Analisar o papel do design da pilha em camadas na supressão de EMI

A conceção de pilhas de camadas é o processo de utilização de uma PCB com muitas camadas para melhorar a integridade do sinal e reduzir a EMI. Uma placa de 6 camadas de alto desempenho para fins gerais, por exemplo, coloca a primeira e a sexta camadas como camadas de terra e de alimentação. Entre estas duas camadas encontra-se uma camada de linha de sinal de microfita dupla centrada que proporciona uma excelente supressão de EMI. No entanto, esta conceção tem as suas desvantagens, incluindo o facto de a camada de traço ter apenas duas camadas de espessura. A placa convencional de seis camadas tem traços exteriores curtos que podem reduzir a EMI.

Ferramenta de análise de impedância

Se procura uma ferramenta de conceção de PCB para minimizar a suscetibilidade da sua PCB a EMI, veio ao sítio certo. O software de análise de impedância ajuda-o a determinar os materiais correctos para a sua placa de circuito impresso e a determinar qual a configuração mais suscetível de suprimir a EMI. Estas ferramentas também lhe permitem conceber a pilha de camadas da sua placa de circuito impresso de forma a minimizar os efeitos da EMI.

No que diz respeito à conceção de pilhas de camadas de PCB, a EMI é frequentemente uma grande preocupação para muitos fabricantes. Para reduzir este problema, pode utilizar um design de pilha de camadas PCB com uma separação de três a seis milímetros entre camadas adjacentes. Esta técnica de conceção pode ajudá-lo a minimizar a EMI de modo comum.

Disposição das camadas planas e de sinal

Ao conceber uma placa de circuito impresso, é fundamental ter em conta a disposição das camadas planas e de sinal. Isto pode ajudar a minimizar o efeito da EMI. Geralmente, as camadas de sinal devem estar localizadas adjacentes aos planos de alimentação e de terra. Isto permite uma melhor gestão térmica. Os condutores da camada de sinal podem dissipar o calor através de arrefecimento ativo ou passivo. Do mesmo modo, vários planos e camadas ajudam a suprimir a EMI, minimizando o número de caminhos directos entre as camadas de sinal e os planos de alimentação e de terra.

Um dos projectos mais populares de empilhamento de camadas de PCB é o empilhamento de seis camadas de PCB. Este design fornece blindagem para traços de baixa velocidade e é ideal para roteamento de sinais ortogonais ou de banda dupla. Idealmente, os sinais analógicos ou digitais de alta velocidade devem ser encaminhados para as camadas exteriores.

Correspondência de impedância

A conceção de pilhas de camadas de PCB pode ser uma ferramenta valiosa na supressão de EMI. A estrutura em camadas oferece uma boa contenção de campo e um conjunto de planos. A estrutura em camadas permite ligações directas de baixa impedância ao GND, eliminando a necessidade de vias. Permite também um maior número de camadas.

Um dos aspectos mais críticos da conceção de PCB é a correspondência de impedâncias. A correspondência de impedância permite que os traços da placa de circuito impresso correspondam ao material do substrato, mantendo assim a intensidade do sinal dentro do intervalo necessário. A integridade do sinal é cada vez mais importante à medida que as velocidades de comutação aumentam. Esta é uma das razões pelas quais as placas de circuito impresso já não podem ser tratadas como ligações ponto-a-ponto. Uma vez que os sinais se movem ao longo dos traços, a impedância pode mudar significativamente, reflectindo o sinal de volta à sua fonte.

Ao projetar pilhas de PCB em camadas, é importante considerar a indutância da fonte de alimentação. A elevada resistência do cobre na fonte de alimentação aumenta a probabilidade de EMI de modo diferencial. Ao minimizar este problema, é possível conceber circuitos com menos linhas de sinal e comprimentos de traço mais curtos.

Encaminhamento de impedância controlada

Na conceção de circuitos electrónicos, o encaminhamento controlado da impedância é uma consideração importante. O encaminhamento controlado da impedância pode ser conseguido através da utilização de uma estratégia de empilhamento em camadas. Numa conceção de empilhamento em camadas, é utilizado um único plano de potência para transportar a corrente de alimentação em vez de vários planos de potência. Este projeto tem várias vantagens. Uma delas é que pode ajudar a evitar EMI.

O encaminhamento de impedância controlada é um elemento de design importante para suprimir a EMI. A utilização de planos separados por três a seis mils pode ajudar a conter campos magnéticos e eléctricos. Além disso, este tipo de design pode ajudar a reduzir a EMI de modo comum.

Proteção de vestígios sensíveis

A conceção de pilhas em camadas é um elemento crítico na supressão de EMI. Um bom empilhamento de placas pode conseguir uma boa contenção de campos e fornecer um bom conjunto de planos. No entanto, deve ser concebido cuidadosamente para evitar problemas de CEM.

Geralmente, um plano separado de 3 a 6 milímetros pode suprimir harmónicas de alta qualidade, baixos transientes e EMI de modo comum. No entanto, esta abordagem não é adequada para suprimir a EMI causada por ruídos de baixa frequência. Um empilhamento com espaçamento de três a seis milímetros só pode suprimir a EMI se o espaçamento do plano for igual ou superior à largura do traço.

A conceção de uma placa de seis camadas para fins gerais de elevado desempenho coloca a primeira e a sexta camadas como base. A terceira e a quarta camadas são responsáveis pela alimentação eléctrica. No meio, é colocada uma camada de linha de sinal de microfita dupla centrada. Esta conceção proporciona uma excelente supressão de EMI. No entanto, a desvantagem desta conceção é o facto de a camada de traço ter apenas duas camadas de espessura. Por conseguinte, é preferível a placa convencional de seis camadas.