Analysera vilken roll stapeldesignens lagerindelning har för att dämpa EMI

Layered stack design är en process där man använder ett mönsterkort med många lager för att förbättra signalintegriteten och minska EMI. På ett högpresterande 6-lagers kretskort för allmänna ändamål används t.ex. det första och sjätte lagret som jord- och strömlager. Mellan dessa två lager finns ett centrerat dubbelt mikrostrip-signallinjelager som ger utmärkt EMI-undertryckning. Den här designen har dock sina nackdelar, bland annat att spårlagret bara är två lager tjockt. Det konventionella sexlagersbordet har korta yttre spår som kan minska EMI.

Verktyg för impedansanalys

Om du letar efter ett PCB-designverktyg för att minimera ditt kretskorts känslighet för EMI har du kommit till rätt ställe. Programvara för impedansanalys hjälper dig att bestämma rätt material för ditt mönsterkort och avgöra vilken konfiguration som är mest sannolik för att undertrycka EMI. Med dessa verktyg kan du också utforma mönsterkortets lagerstapel på ett sätt som minimerar effekterna av EMI.

När det gäller design av PCB-lager med staplar är EMI ofta ett stort problem för många tillverkare. För att minska detta problem kan du använda en PCB-lagerstapeldesign med en separation på tre till sex mil mellan intilliggande lager. Denna designteknik kan hjälpa dig att minimera common-mode EMI.

Arrangemang av plan- och signalskikt

När man konstruerar ett mönsterkort är det viktigt att tänka på hur plan- och signalskikten är placerade. Detta kan bidra till att minimera effekten av EMI. Generellt bör signalskikt placeras intill ström- och jordplan. Detta möjliggör bättre värmehantering. Signalskiktets ledare kan avleda värme genom aktiv eller passiv kylning. På samma sätt bidrar flera plan och lager till att undertrycka EMI genom att minimera antalet direkta vägar mellan signalskikt och effekt- och jordplan.

En av de mest populära PCB-lagerstapeldesignerna är PCB-stapeln med sex lager. Denna design ger avskärmning för låghastighetsspår och är idealisk för ortogonal eller dual-band signalrouting. Helst bör analoga eller digitala signaler med högre hastighet dras i de yttre lagren.

Impedansmatchning

PCB-skiktad stackdesign kan vara ett värdefullt verktyg för att dämpa EMI. Den skiktade strukturen ger bra fältavgränsning och uppsättning av plan. Lagerstrukturen möjliggör lågimpedanta anslutningar till GND direkt, vilket eliminerar behovet av vior. Den tillåter också högre antal lager.

En av de mest kritiska aspekterna av mönsterkortsdesign är impedansmatchning. Impedansmatchning gör att kretskortsspåren matchar substratmaterialet och därmed håller signalstyrkan inom det önskade intervallet. Signalintegriteten blir allt viktigare i takt med att omkopplingshastigheterna ökar. Detta är en av anledningarna till att kretskort inte längre kan behandlas som punkt-till-punkt-anslutningar. Eftersom signalerna rör sig längs spåren kan impedansen förändras avsevärt, vilket reflekterar signalen tillbaka till källan.

Vid utformning av PCB-lagerstackar är det viktigt att ta hänsyn till strömförsörjningens induktans. Hög kopparmotstånd på strömförsörjningen ökar sannolikheten för differentiell EMI. Genom att minimera detta problem är det möjligt att konstruera kretsar med färre signallinjer och kortare spårlängder.

Kontrollerad impedansroutning

Vid konstruktion av elektroniska kretsar är kontrollerad impedansroutning en viktig faktor. Kontrollerad impedansroutning kan åstadkommas genom att använda en skiktad stack-up-strategi. I en skiktad stack-up-design används ett enda effektplan för att leda matningsströmmen i stället för flera effektplan. Den här designen har flera fördelar. En av dessa är att den kan bidra till att undvika EMI.

Kontrollerad impedansroutning är ett viktigt konstruktionselement för att undertrycka EMI. Genom att använda plan som är åtskilda med tre till sex mils kan man begränsa magnetiska och elektriska fält. Dessutom kan den här typen av design bidra till att sänka EMI för common-mode.

Skydd av känsliga spår

Skiktad stackdesign är ett kritiskt element för att undertrycka EMI. En bra kretskortsstack kan åstadkomma en bra fältbegränsning och ge en bra uppsättning plan. Men den måste utformas noggrant för att undvika att orsaka EMC-problem.

I allmänhet kan ett separerat plan på 3 till 6 mil undertrycka avancerade övertoner, låga transienter och common-mode EMI. Denna metod är dock inte lämplig för att undertrycka EMI som orsakas av lågfrekventa ljud. En stapling med ett avstånd på tre till sex mil kan bara undertrycka EMI om planavståndet är lika med eller större än spårbredden.

En högpresterande sexlagers kortdesign för allmänna ändamål lägger det första och sjätte lagret som mark. Det tredje och fjärde lagret tar strömförsörjningen. Däremellan läggs ett centrerat dubbelt mikrostrip-signallinjelager. Denna design ger utmärkt EMI-undertryckning. Nackdelen med denna design är dock att spårlagret endast är två lager tjockt. Därför är det konventionella sexlagers kortet att föredra.