domingo, 14 de febrero de 2010

EMC en Circuitos Impresos

EMC en Circuitos Impresos


Líneas de Transmisión Planas


Ventajas
  • Ligeros
  • Pequeños: miniaturización
  • Fáciles de fabricar: baratos
  • Inconvenientes:
    1) Pérdidas relativamente altas
    2) Susceptibilidad a campos externos
    3) Posible emisión de radiación (especialmente microtira)

Ventajas muy interesantes para:


  • Circuitos de microondas: 300MHz - 300GHz
  • Longitud de onda comparable a las dimensiones de los circuitos
  • Circuitos digitales: tiempos de subida y bajada muy cortos
  • La señal contiene armónicos de alta frecuencia
La Teoría de circuitos no es válida para análisis: teoría de líneas de transmisión – análisis de onda
completa

Breve Descripción del Método


  • Análisis de onda completa: no modelo de circuitos
  • Método de la ecuación integral:
  • Expresar los campos a partir de funciones de Green
  • Imponer condición de contorno sobre conductor
  • Aproximar las corrientes como suma de funciones base
  • Resolver ecuación para los coeficientes del desarrollo

Problema de partida


  • El análisis de onda completa de circuitos tipo microstrip muestra la existencia de soluciones radiantes

  • Modos "leaky" ó modos de fuga

  • Onda residual

  • La interferencia de estos modos radiantes con los propagativos provoca oscilaciones y atenuación de la señal en la línea a altas frecuencias (efectos espurios)

  • La influencia real de las soluciones radiantes no puede deducirse de un análisis bidimensional

  • Idea: incluir modelo realista de la fuente en el análisis.

Crosstalk
problema analizado:








  • Cuando hay una línea adyacente a la línea excitada se puede inducir una corriente de acoplo ó "crosstalk"
  • La teoría de líneas de transmisión (TLT) no tiene en cuenta los efectos radiativos
  • Idea: analizar la corriente de acoplo para tratar de determinar la importancia relativa de la contribución de los fenómenos de radiación








Conclusión


Los fenómenos debidos a la radiación son importantes a frecuencias altas


  • Provocan efectos espurios en la corriente de la línea


  • Aparecen también en las corrientes de acoplo


  • Estos efectos no pueden predecirse usando la teoría de líneas transmisión


  • El programa desarrollado permite estudiar su importancia en función de diferentes parámetros: permitividad del dieléctrico, anchura de las líneas, separación…


  • Utilidad en el diseño de circuitos digitales y analógicos de alta velocidad


  • Propagación de un pulso

    • Se trata de estudiar la distorsión de la señal en el dominio del tiempo
    • Exige hallar la corriente en la línea de transmisión para un gran número de frecuencias y usar después un algoritmo de transformada rápida de fourier (FFT) para calcular la transformada inversa.

    Covered microstrip


    El packaging de los circuitos introduce planos de masa sobre las estructuras microstrip.





  • Su efecto es reducir la frecuencia a la que aparecen modos de fuga.


  • Se espera entonces que los efectos espurios debidos a radiación sean más importantes


  • En efecto, la energía se divide y es transmitida por el modo ligado y por el modo de fuga, pero a distinta velocidad: el pulso se "desmorona"


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