EMI'nin Bastırılmasında Katmanlı Yığın Tasarımının Rolünü Analiz Edin

Katmanlı yığın tasarımı, sinyal bütünlüğünü iyileştirmek ve EMI'yi azaltmak için birçok katmana sahip bir PCB kullanma işlemidir. Örneğin genel amaçlı yüksek performanslı 6 katmanlı bir kart, birinci ve altıncı katmanları toprak ve güç katmanları olarak yerleştirir. Bu iki katman arasında, mükemmel EMI bastırma sağlayan ortalanmış bir çift mikroşerit sinyal hattı katmanı bulunur. Ancak bu tasarımın, iz katmanının yalnızca iki katman kalınlığında olması gibi dezavantajları vardır. Geleneksel altı katmanlı kart, EMI'yi azaltabilen kısa dış izlere sahiptir.

Empedans analiz aracı

PCB'nizin EMI'ye duyarlılığını en aza indirmek için bir PCB tasarım aracı arıyorsanız, doğru yere geldiniz. Empedans analiz yazılımı, PCB'niz için doğru malzemeleri belirlemenize ve hangi konfigürasyonun EMI'yi bastırma olasılığının en yüksek olduğunu belirlemenize yardımcı olur. Bu araçlar ayrıca PCB'nizin katmanlı yığınını EMI'nin etkilerini en aza indirecek şekilde tasarlamanıza olanak tanır.

PCB katmanlı yığın tasarımı söz konusu olduğunda, EMI genellikle birçok üretici için büyük bir endişe kaynağıdır. Bu sorunu azaltmak için, bitişik katmanlar arasında üç ila altı mil ayrım olan bir PCB katmanlı yığın tasarımı kullanabilirsiniz. Bu tasarım tekniği, ortak mod EMI'yi en aza indirmenize yardımcı olabilir.

Düzlem ve sinyal katmanlarının düzenlenmesi

Bir PCB tasarlarken, düzlem ve sinyal katmanlarının düzenini dikkate almak çok önemlidir. Bu, EMI etkisini en aza indirmeye yardımcı olabilir. Genel olarak, sinyal katmanları güç ve toprak düzlemlerine bitişik olarak yerleştirilmelidir. Bu, daha iyi termal yönetim sağlar. Sinyal katmanının iletkenleri aktif veya pasif soğutma yoluyla ısıyı dağıtabilir. Benzer şekilde, çoklu düzlemler ve katmanlar, sinyal katmanları ile güç ve toprak düzlemleri arasındaki doğrudan yolların sayısını en aza indirerek EMI'yi bastırmaya yardımcı olur.

En popüler PCB katmanlı yığın tasarımlarından biri altı katmanlı PCB yığınıdır. Bu tasarım, düşük hızlı izler için ekranlama sağlar ve ortogonal veya çift bantlı sinyal yönlendirmesi için idealdir. İdeal olarak, daha yüksek hızlı analog veya dijital sinyaller dış katmanlara yönlendirilmelidir.

Empedans eşleştirme

PCB katmanlı yığın tasarımı, EMI'yi bastırmada değerli bir araç olabilir. Katmanlı yapı, iyi bir alan çevreleme ve düzlem seti sunar. Katmanlı yapı, doğrudan GND'ye düşük empedanslı bağlantılara izin vererek viyalara olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Ayrıca daha yüksek katman sayılarına izin verir.

PCB tasarımının en kritik yönlerinden biri empedans eşleştirmesidir. Empedans eşleştirme, PCB izlerinin alt tabaka malzemesiyle eşleşmesini sağlar, böylece sinyal gücünü gerekli aralıkta tutar. Anahtarlama hızları arttıkça sinyal bütünlüğü giderek daha önemli hale gelmektedir. Bu, baskılı devre kartlarının artık noktadan noktaya bağlantılar olarak ele alınamamasının nedenlerinden biridir. Sinyaller izler boyunca hareket ettiğinden, empedans önemli ölçüde değişebilir ve sinyali kaynağına geri yansıtabilir.

PCB katmanlı yığınları tasarlarken, güç kaynağının endüktansını dikkate almak önemlidir. Güç kaynağındaki yüksek bakır direnci, diferansiyel mod EMI olasılığını artırır. Bu sorunu en aza indirerek, daha az sinyal hattına ve daha kısa iz uzunluklarına sahip devreler tasarlamak mümkündür.

Kontrollü empedans yönlendirme

Elektronik devrelerin tasarımında, kontrollü empedans yönlendirmesi önemli bir husustur. Kontrollü empedans yönlendirmesi, katmanlı bir yığın stratejisi kullanılarak elde edilebilir. Katmanlı yığın tasarımında, besleme akımını taşımak için birden fazla güç düzlemi yerine tek bir güç düzlemi kullanılır. Bu tasarımın çeşitli avantajları vardır. Bunlardan biri EMI'den kaçınmaya yardımcı olabilmesidir.

Kontrollü empedans yönlendirmesi, EMI'yi bastırmak için önemli bir tasarım unsurudur. Üç ila altı mil ile ayrılmış düzlemlerin kullanılması manyetik ve elektrik alanların kontrol altına alınmasına yardımcı olabilir. Ayrıca, bu tür bir tasarım ortak mod EMI'yi azaltmaya yardımcı olabilir.

Hassas izlerin korunması

Katmanlı yığın tasarımı EMI'nin bastırılmasında kritik bir unsurdur. İyi bir kart istiflemesi iyi bir alan muhafazası sağlayabilir ve iyi bir düzlem seti sağlayabilir. Ancak, EMC sorunlarına neden olmamak için dikkatli bir şekilde tasarlanmalıdır.

Genel olarak, 3 ila 6 mil ayrılmış bir düzlem üst düzey harmonikleri, düşük geçici akımları ve ortak mod EMI'yi bastırabilir. Ancak bu yaklaşım düşük frekanslı gürültülerin neden olduğu EMI'yi bastırmak için uygun değildir. Üç ila altı mil aralıklı bir yığın yalnızca düzlem aralığı iz genişliğine eşit veya daha büyükse EMI'yi bastırabilir.

Yüksek performanslı genel amaçlı altı katmanlı bir kart tasarımı, birinci ve altıncı katmanları zemin olarak belirler. Üçüncü ve dördüncü katmanlar güç kaynağını alır. Arada, ortalanmış bir çift mikroşerit sinyal hattı katmanı döşenir. Bu tasarım mükemmel EMI bastırma sağlar. Ancak bu tasarımın dezavantajı, iz katmanının yalnızca iki katman kalınlığında olmasıdır. Bu nedenle, geleneksel altı katmanlı kart tercih edilir.