Propagación de la energía en un PCB

^{“Flujo de corrientes en modo diferencial”.}

En el modo común, la energía se propagará a lo largo de ambas pistas, por lo que supondremos que este caso ocurre en una fase en común, es decir, una pista de retorno como suma vectorial de ambas, la de transmisión y el camino de vuelta. Por ello, la energía radiada se entiende como la suma de energías radiadas de ambos conductores.

^{“Flujo de corriente en modo común.”}

Para una comprensión mas sencilla, el modo común se produce como ausencia de la cancelación de energías del modo diferencial. Esto se puede resolver como resultado de que las señales diferenciales que no son perfectamente opuestas en fases, produzcan que sus energías no se cancelen una a la otra. Así que, entenderemos el modo común como la parte de energía radiada que no es cancelada en el modo diferencial.

Cuando esto ocurre, puede dar lugar a fluctuaciones en los planos de alimentación y rebotes (bounce) en el plano de tierra.

Ahora que comprendemos cual es la manera en la que ocurre esa propagación de la energía, buscaremos la forma de tratar ambos casos para reducir la propagación de esta.

Reducir la energía radiada al espacio

Dado que ahora ya conocemos el efecto pelicular del cobre, y comprendemos que la distribución de los campos electromagnéticos no es uniforme en una línea de transmisión, y que, por tanto, la forma en la que estos radian energía no es siempre similar, podemos modificar las pistas y vías de un PCB para tratar de reducirlo.

Una de las técnicas de diseño pare reducir las corrientes de modo común en un PCB, es reducir la distancia del espacio entre la pista de transmisión de datos y la pista de retorno, o el plano de tierra (plano de referencia) por el que vuelve la corriente a la fuente.

En la mayoría de los casos, esto no es totalmente posible dado que entre las señales y el plano de referencia de estas debe haber una distancia específica, ya que deben de mantener la impedancia entre pistas de la PCB, como es el caso de los pares diferenciales. Para ello podemos usar el control de impedancia de Altium para mantener esa uniformidad en impedancias en el sistema.

Así que debemos irnos a la barra de menú de Altium, buscar “Design”, y dentro del submenú “Layer Stack Manager”. Una vez dentro, podemos seleccionar el número de capas de nuestro PCB, cuales de ellas serán planos y cuales capas de señales, y también podremos fijar el tipo de vía y entre qué capas se distribuirá. Para nosotros, la parte mas interesante es la de “Impedance”. Una vez seleccionada esa opción, podremos modificar las propiedades del control de impedancia que deseemos.

Por ejemplo, podemos asignarle: nombre, valor de la impedancia en ohmios, la tolerancia de esta, y el tipo de regla, es decir, una nueva regla para pares diferenciales, o para “single lines”.