Altiumlive 2019 edición europea: Rick Hartley y su seminario sobre EMI

AltiumLive es un evento organizado por Altium para la comunidad de diseñadores de PCB e ingenieros electrónicos con tres objetivos: aprender, conectar e inspirar. La última convocatoria de su edición europea tuvo lugar en Frankfurt, Alemania, del 21 al 23 de Octubre de 2019. 

Durante tres días se sucedieron las ponencias a cargo de referentes de la industria del PCB cómo Happy Holden, Carl Schattke, Mike Creeden o Ben Jordan.  Algunas de los temas tratados fueron: rutado de señales diferenciales, diseño de alta velocidad para la industria 5G o las nuevas tendencias en la industria del PCB.

El primer día se impartieron dos seminarios, uno sobre diseño HDI a cargo de Happy Holden y otro sobre claves para el control de EMI (del inglés, Electromagnetic Interference) en PCB por Rick Hartley. 

Rick Hartley, experto sobre EMI.

Rick Hartley es un líder en la industria del PCB. Con más de 40 años de experiencia, imparte seminarios en eventos cómo el IEEE EMC Symposium, PCB West y IPC Apex/Expo. Durante su carrera ha trabajado para las industrias de telecomunicaciones, automoción o aeronáutica y es un experto en el diseño para control de ruido y reducción de EMI en sistemas electrónicos. 

El título del seminario fue “Claves para el control de ruido, interferencias y EMI en PCB”.  Los apartados del seminario fueron:

- Importancia de la frecuencia del diseño.

- Líneas de transmisión y campos electromagnéticos.

- Tipos de EMI.

- Métodos de control de EMI en el diseño de PCBs.

La importancia del tiempo de subida de la señal.

Una de las principales ideas del seminario es la importancia clave del tiempo de subida de las señales eléctricas. Este parámetro permite conocer aspectos clave de la señal como por ejemplo:

Componentes de alta frecuencia

La componente de mayor frecuencia de una señal puede estimarse cómo:



Siendo,  la componente significativa de mayor frecuencia que caracteriza al circuito y  el tiempo de subida de la señal. Se observa que una señal tendrá una mayor componente en frecuencia a medida que se reduce su tiempo de subida.  
Por ejemplo, una señal con un tiempo de subida de 10 nsec tendrá una componente de mayor frecuencia de 50MHz.  Esta componente de mayor frecuencia puede entender cómo el ancho de banda de la señal. Se trata de una estimación que permite conocer el contenido en frecuencia de una señal y analizar la respuesta de los circuitos.

Tiempo de propagación, tiempo de subida y sistemas distribuidos

Las señales viajan a través de las pistas del PCB según la expresión:

 

; donde , es la velocidad de propagación, , la velocidad de la luz en el vacío y , la constante dieléctrica del substrato. Esta velocidad junto al rutado de las pistas define el tiempo de propagación, .

A medida que la frecuencia de reloj aumentan, el tiempo de subida disminuye y se vuelve comparable al tiempo de propagación.

Las trayectorias de retorno y el stack-up

Otra idea fundamental del seminario es el concepto de las trayectorias de retorno. Toda señal viaje en una trayectoria cerrada desde el generador hasta la carga, atravesando la carga y de vuelta al generador. Históricamente, la trayectoria de la señal de retorno ha sido subestimada, asumiendo que la señal retornaría al generador de alguna manera a través de la tierra. 

A baja frecuencia las señales viajan a través del camino de menor resistencia. A alta frecuencia las señales viajan a través del camino de menor impedancia. Este hecho impone sobre el stack-up una condición:

Toda capa de señal debe tener una capa de tierra adyacente para ofrecer un camino de baja impedancia a las señales. 

Si no es así, las corrientes de retorno se acoplan a otras señales en capas adyacentes produciendo “crosstalk”.

Ejemplos de stack-ups que cumplen esta condición:



A pesar de que estos stack-up no resultan habituales, son un excelente punto de partida para cualquier diseño que requiera un control de ruido, interferencias y EMI.

Otros recursos de Rick Hartley y AltiumLive

Este artículo por Rick Hartley explica claramente la importancia del stack-up. Además Rick ha sido entrevistado en dos ocasiones en el podcast de Altium. 

• Rick Hartley on EMI, Noise Reduction

• PC Board Stack-up Best Practices with Rick Hartley

La mayoría de sesiones del AltiumLive fueron grabadas y están publicadas el canal de Youtube de Altium. Todas las sesiones son muy interesantes y didácticas. Sin duda, un contenido muy valioso que Altium permite acceder gratuitamente.

AltiumLive, el evento para los diseñadores de PCB

AltiumLive es el único evento dedicado en exclusiva a los diseñadores de PCBs e ingenieros electrónicos. Ofrece una oportunidad extraordinaria para aprender, ampliar la red profesional de contactos y sentirse parte de una comunidad.  No creas que es un evento de promoción de Altium y sus herramientas software. De los tres días que duró el evento, únicamente una sesión de dos horas fue dedicada a la presentación del nuevo Altium 20. Incluso si no usas Altium Designer en tus diseños resulta un evento fantástico. Te invito a que asistas a la próxima edición. La preinscripción para AltiumLive 2020 está ya abierta. ¡Nos vemos allí!