Como utilizar o empilhamento em camadas de PCB para controlar a radiação dos CEM

Um empilhamento em camadas de PCB é uma das melhores formas de reduzir a CEM e controlar as emissões de CEM. No entanto, não é isenta de riscos. A conceção de uma placa de circuito impresso com duas camadas de sinal pode resultar numa quantidade insuficiente de espaço na placa para encaminhar os sinais, cortando o plano PWR. Por conseguinte, é preferível colocar as camadas de sinal entre dois planos condutores empilhados.

Utilizar um empilhamento de PCB de 6 camadas

Um empilhamento de PCB de 6 camadas é eficaz para dissociar sinais de alta velocidade e sinais de baixa velocidade, podendo também ser utilizado para melhorar a integridade da energia. Ao colocar uma camada de sinal entre a superfície e as camadas condutoras interiores, pode suprimir eficazmente a EMI.

A colocação da fonte de alimentação e da terra na segunda e quinta camadas do empilhamento da placa de circuito impresso é um fator crítico no controlo da radiação EMI. Esta colocação é vantajosa porque a resistência do cobre da fonte de alimentação é elevada, o que pode afetar o controlo da EMI de modo comum.

Existem diferentes configurações de empilhamentos de PCB de 6 camadas que são úteis para diferentes aplicações. Um empilhamento de PCB de 6 camadas deve ser concebido para as especificações de aplicação adequadas. Então, deve ser exaustivamente testado para garantir sua funcionalidade. Depois disso, o desenho será transformado numa impressão azul, que orientará o processo de fabrico.

As placas de circuito impresso costumavam ser placas de camada única, sem vias e com velocidades de relógio na ordem dos cem kHz. Atualmente, podem conter até 50 camadas, com componentes aninhados entre camadas e em ambos os lados. As velocidades de sinal aumentaram para mais de 28 Gb/S. As vantagens do empilhamento em camadas sólidas são numerosas. Eles podem reduzir a radiação, melhorar a diafonia e minimizar os problemas de impedância.

Utilizar uma placa laminada com núcleo

A utilização de uma placa de circuito impresso com núcleo laminado é uma excelente forma de proteger os componentes electrónicos da radiação EMI. Este tipo de radiação é causado por correntes que mudam rapidamente. Estas correntes formam loops e irradiam ruído quando mudam rapidamente. Para controlar a radiação, deve utilizar uma placa com núcleo laminado que tenha uma constante dieléctrica baixa.

A EMI é causada por uma variedade de fontes. A mais comum é a EMI de banda larga, que ocorre em frequências de rádio. É produzida por uma série de fontes, incluindo circuitos, linhas eléctricas e lâmpadas. Pode danificar o equipamento industrial e reduzir a produtividade.

Uma placa com núcleo laminado pode incluir circuitos de redução de EMI. Cada circuito redutor de EMI inclui uma resistência e um condensador. Pode também incluir um dispositivo de comutação. A unidade do circuito de controlo controla cada circuito redutor de EMI enviando sinais de seleção e controlo para os circuitos redutores de EMI.

Incompatibilidade de impedância

Os empilhamentos em camadas de PCB são uma excelente forma de melhorar o controlo da EMI. Podem ajudar a conter campos eléctricos e magnéticos, minimizando a EMI de modo comum. O melhor empilhamento tem planos sólidos de alimentação e terra nas camadas exteriores. A ligação de componentes a estes planos é mais rápida e fácil do que o encaminhamento de árvores de alimentação. Mas a contrapartida é o aumento da complexidade e dos custos de fabrico. As PCB multicamadas são caras, mas as vantagens podem compensar a desvantagem. Para obter os melhores resultados, trabalhe com um fornecedor de PCB experiente.

A conceção de um empilhamento em camadas de PCB é uma parte integrante do processo de integridade do sinal. Este processo requer uma consideração cuidadosa dos requisitos de desempenho mecânico e elétrico. Um projetista de PCB trabalha em estreita colaboração com o fabricante para criar a melhor PCB possível. Em última análise, o empilhamento de camadas da placa de circuito impresso deve ser capaz de encaminhar todos os sinais com êxito, manter intactas as regras de integridade do sinal e fornecer camadas de alimentação e de terra adequadas.

Um empilhamento em camadas de PCB pode ajudar a reduzir a radiação EMI e melhorar a qualidade do sinal. Pode também fornecer um barramento de energia de desacoplamento. Embora não exista uma solução única para todos os problemas de EMI, existem várias boas opções para otimizar as pilhas de camadas de PCB.

Separação de traços

Uma das melhores formas de controlar a radiação EMI é utilizar o empilhamento de camadas nos desenhos de PCB. Esta técnica consiste em colocar o plano de terra e as camadas de sinal ao lado umas das outras. Isto permite-lhes atuar como escudos para as camadas de sinal interiores, o que ajuda a reduzir a radiação de modo comum. Além disso, um empilhamento em camadas é muito mais eficiente do que uma PCB de plano único no que respeita à gestão térmica.

Para além de ser eficaz na contenção da radiação EMI, a conceção de uma pilha de camadas de PCB também ajuda a melhorar a densidade dos componentes. Isto é feito garantindo que o espaço à volta dos componentes é maior. Isto também pode reduzir a EMI de modo comum.

Para reduzir a radiação EMI, um projeto de PCB deve ter quatro ou mais camadas. Uma placa de quatro camadas produzirá menos 15 dB de radiação do que uma placa de duas camadas. É importante colocar a camada de sinal perto do plano de potência. A utilização de um bom software para a conceção de PCB pode ajudar a escolher os materiais correctos e a efetuar cálculos de impedância.