Artigo - Técnicas de Mitigação de EMI em PCI - Matheus e Douglas - 2021

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TCC- TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
¹ Graduando em Engenharia Elétrica, UNIFACS, 2021.1. E-mail: douglas.turma8@gmail.com 
² Graduando em Engenharia Elétrica, UNIFACS, 2021.1. E-mail: matheuscarneirodejesus@gmail.com 
³ Orientador. Doutor em Ciências (Física) Física pela Universidade Federal de São Carlos, Mestre em Pós-Graduação em Física 
pela Universidade Estadual de Santa Cruz, Graduado em Física pela Universidade Estadual de Santa Cruz, Professor da 
UNIFACS. E-mail: hugo.vasconcelos@unifacs.br 
⁴ Coorientador. Graduado em Engenharia Elétrica pela UNIFACS. E-mail: hswp1@hotmail.com 
 
TÉCNICAS DE MITIGAÇÃO DE INTERFERÊNCIAS 
ELETROMAGNÉTICAS EM PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO 
 
Douglas Pinto da Silva¹; 
Matheus Carneiro de Jesus ²; 
Hugo M. N. Vasconcelos³; 
Paulo H. S. Mercês⁴ 
 
 
RESUMO 
Os circuitos eletroeletrônicos estão com a tecnologia cada vez mais avançada, com pequenas dimensões e 
operando em altas frequências. O homem tem se tornado dependente dos circuitos eletroeletrônicos em diversas 
áreas, o que tem exigido maior confiabilidade do seu funcionamento, principalmente em atuações de suporte a 
vida, como no caso de equipamentos médicos. As ondas eletromagnéticas são capazes de interferir no 
funcionamento destes circuitos. O presente artigo apresenta o estudo de técnicas de mitigação (atenuação) de 
interferências eletromagnéticas (EMI) em placas de circuito impresso (PCI), abordando critérios para otimizar o 
projeto de PCI, análise e dimensionamento de trilha de PCI, a fim de atender às normas de compatibilidade 
magnética e minimizando possíveis anormalidades funcionais do circuito causados pela EMI. Foi realizado 
levantamento bibliográfico, compilando conceitos teóricos, práticos e matemáticos para um projeto de PCI dentro 
dos padrões normativos de compatibilidade eletromagnética. 
 
 
Palavras-Chave: Interferências Eletromagnéticas (EMI), Placas de Circuito impresso (PCI), crosstalk, 
eletromagnetismo, compatibilidade eletromagnética. 
 
1. Introdução 
A tecnologia está avançando cada vez mais rápido no século XXI, com isso mais 
produtos eletrônicos estão sendo desenvolvidos para suprir a necessidade da população. Neste 
avanço da tecnologia, os componentes estão sendo criados com mais sensibilidade ao seu meio, 
diante disso, no processo de desenvolvimento, para que o produto tenha seu funcionamento 
efetivo, deve-se levar em consideração a compatibilidade eletromagnética mais a sério, pois 
caso contrário, erros durante o desenvolvimento das placas de circuitos e principalmente no 
roteamento de suas trilhas, levarão os mesmos à não funcionar corretamente por conta de estar 
susceptível às interferências eletromagnéticas causadas tanto por fatores internos, quanto 
externos (GUTTOWSI et al., 2007). Diante disso, serão analisadas formas de diminuir as 
interferências eletromagnéticas causadas dentro da própria placa de circuito devido aos seus 
componentes e seu roteamento de suas trilhas. 
 
2. Revisão bibliográfica 
 
 
 
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2.1. Definições Importantes 
Alguns termos importantes descritos em estudos e normas internacionais serão 
conceituados abaixo para melhor entendimento do artigo: 
(a) Interferência Eletromagnética (EMI): é uma resposta de ruído elétrico gerado de 
forma indesejada em um circuito por uma energia eletromagnética, que por sua vez 
é produzida dentro ou fora de um sistema, de maneira natural ou artificial 
(SANCHES, 2003). 
(b) Compatibilidade Eletromagnética (EMC): capacidade do sistema ou circuito de 
resistir à EMI e funcionar de forma satisfatória. A intensidade dessa interferência 
resulta em respostas indesejadas pelo usuário ou projetista de um sistema 
eletroeletrônico, e a compatibilidade eletromagnética garante o funcionamento de 
forma satisfatória (PAUL, 2006). 
(c) Imunidade (a distúrbios): é um atributo de um dispositivo, circuito ou sistema que 
atua sem alteração de suas funcionalidades na presença de um ruído eletromagnético 
(OLIVEIRA, 2002). 
(d) Susceptibilidade Eletromagnética: é a falta de proteção de um dispositivo, 
equipamento ou sistema para operar sem degradação na presença de uma 
interferência eletromagnética. Este é o oposto da imunidade eletromagnética 
(OLIVEIRA, 2002). 
(e) Diafonia ou Crosstalk: é produzido pelo acoplamento eletromagnético de duas ou 
mais trilhas em uma placa de circuito impresso, quando estas são traçadas muito 
próximas umas das outras (MOURA, 2011). 
 
2.2. Faixas de Frequência de Ondas Eletromagnéticas 
Para o funcionamento dos circuitos eletroeletrônicos, com a era digital, utiliza-se 
osciladores, ou seja, componentes que determinam a frequência de funcionamento de um 
determinado sistema. Quando um circuito é exposto a campos eletromagnéticos na mesma 
frequência de operação dele, são ocasionadas perturbações, resultando em vulnerabilidade e 
falhas em seu funcionamento. A Tabela 01 mostra as regiões de aplicação de ondas 
eletromagnéticas. É possível constatar que as interferências podem ser classificadas quanto ao 
grupo de aplicações, em que a frequência dominante ou harmônicos podem se acoplar e causar 
danos, porém as características de defeito não estarão necessariamente atreladas a uma faixa de 
frequência destas EMI. 
 
 
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Espectro de Radiação Eletromagnética 
Região 
Comprimento 
da Onda (Å) 
Comprimento da. 
Onda (cm) 
Frequência 
(Hz) 
Energia 
(eV) 
Rádio > 109 > 10 < 3 × 3 × 109 < 10−5 
Microondas 109 - 106 10 – 0.01 3 × 109 - 3 × 1012 10−5 – 0.01 
Infravermelho 106 - 7000 0.01 - 7 × 10−5 3 × 1012 – 4.3 × 1014 0.01 - 2 
Visível 7000 - 4000 7 × 10−5 – 4 × 10−5 4.3 × 1014 – 7.5 × 1014 2 - 3 
Ultravioleta 4000 - 10 4 × 10−5 – 10−7 7.5 × 1014 – 3 × 1017 3 - 103 
Raios-X 10 – 0.1 10−7 - 10−9 3 × 1017 – 3 × 1019 103 - 105 
Raios Gama < 0.1 < 10−9 > 3 × 1019 > 105 
Tabela 01: Comprimento de onda, frequência e energia para regiões selecionadas do espectro eletromagnético 
(CASSIOLATO, 2021). 
 
Outra preocupação existente, além dos danos aos circuitos eletroeletrônicos, é a 
exposição de seres humanos à campos eletromagnéticos. Existem diretrizes nacionais e 
internacionais para limitação desta exposição, como a Agência Nacional de Telecomunicações 
ANATEL, e Comissão Internacional de Proteção à Radiação Não-Ionizante (ICNIRP). Os 
níveis de referência para exposição do público geral a estes campos são mostrados na Tabela 
02. 
 
Faixas de 
frequência 
Intensidade de 
campo E (𝑽.𝒎−𝟏) 
Intensidade de 
campo H (𝑨.𝒎−𝟏) 
Campo B (𝝁𝑻) 
Até 1 Hz - 3,2 × 104 4 × 104 
1 – 8 Hz 10000 3,2 × 104 / 𝑓2 4 × 104 / 𝑓2 
8 – 25 Hz 10000 0.01 - 7 × 10−5 5000 / 𝑓 
0,025 – 0,8 kHz 250 / 𝑓 4 / 𝑓 5 / 𝑓 
0,8 – 3 kHz 250 / 𝑓 5 6,25 
3 – 150 kHz 87 5 6,25 
0,15 – 1 MHz 87 0,73 / 𝑓 0,92 / 𝑓 
1 - 10 MHz 87 / 𝑓
1
2 0,73 / 𝑓 0,92 / 𝑓 
10 – 400 MHz 28 0,073 0,092 
400 – 2000 MHz 1,375 𝑓
1
2 0,0037 𝑓
1
2 0,0046 𝑓
1
2 
2 – 300 GHz 61 0,16 0,20 
Tabela 02: Níveis de referência para exposição a campos elétricos e magnéticos para o público geral 
(ANATEL, 1999) 
 
 
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2.3. Normalização 
As normas atreladas às interferências eletromagnéticas estabelecem limites de emissão 
e susceptibilidade de EMI. A Tabela 03 descreve os principais órgãos de normalização na área 
de EMC. 
 
Sigla Significado Região de Abrangência 
CENELEC 
Comitê Europeu de 
 Normalização Eletrotécnica 
Comunidade Europeia 
VCCI 
Conselho de Controle 
 Voluntário para Interferência 
Japão 
FCC 
Comissão Federal de 
 Comunicações 
Estados Unidos 
CISPR 
Comitê Internacional Especial 
 de Perturbações Radioelétricas 
 Abrangência 
Internacional 
Tabela 03: Principais ÓrgãosRegulamentadores de EMC (OLIVEIRA,2002) 
 
Existem também as normas de abrangência internacional, cujo código IEC vem do 
inglês, International Electrotechnical Comission. Como exemplo, a seguir citam-se algumas 
normas específicas sobre compatibilidade eletromagnética. 
- CISPR 11 – emissão para equipamentos médicos. 
- CISPR 22 – emissão para equipamentos de informação. 
- IEC 610100-4-3 – imunidade a RFI (interferência por Rádio Frequência). 
- IEC 61000-4-6 – imunidade a RFI conduzida. 
 
2.4. Mecanismos de Acoplamento 
Para que ocorra a EMI é necessário um meio de acoplamento entre a fonte da 
interferência e o circuito vítima (SANCHES, 2003). Esses acoplamentos podem ocorrer através 
de irradiação ou condução, como mostrado na Figura 1. 
 
 
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Figura 1: Métodos de acoplamento EMI (ZEVZIKOVAS, 2004) 
 
O modo de acoplamento por condução se dá através da transferência de tensões parasitas 
por meio físico do sistema, ou seja, através de cabos, componentes, carcaça e trilhas do PCI 
(SANCHES, 2003). Esses tipos de interferências ainda são classificados em modo diferencial 
ou simétrico, modo comum ou assimétrico, além do acoplamento por impedância comum 
(SANCHES, 2003). 
No modo de acoplamento por indução ou irradiação a interferência é transmitida por 
meio de radiação eletromagnética, ou seja, a fonte da interferência emite ondas eletromagnéticas 
com características capazes de infiltrar no circuito vítima gerando perturbações indesejadas no 
sistema. Quando a fonte é um campo elétrico o acoplamento é chamado de capacitivo, e quando 
a fonte é um campo magnético o acoplamento é chamado de indutivo, sendo possível gerar os 
dois acoplamentos simultaneamente (SCHLICHTING,2003). 
 
2.5. Causas das Interferências Eletromagnéticas 
Para análise das causas é importante entender que as fontes eletromagnéticas podem ser 
qualquer dispositivo que transmita, distribua, processe ou utilize alguma forma de energia 
elétrica (SANCHES, 2003). Desta forma, podemos agrupar as causas das EMI nos seguintes 
grupos: 
a. Transientes; 
b. Pulsos Eletromagnéticos; 
 
 
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c. Descargas eletrostáticas; 
d. Campos gerados por transmissores de onda contínua; 
e. Descargas atmosféricas; 
f. Disposição, geometria e movimento de condutores; 
g. DDP entre os pontos de aterramento do sistema; 
 
2.6. Técnicas de atenuação de EMI 
Para realizar a atenuação ou eliminação da EMI utiliza-se diversas técnicas a depender 
do ponto de atuação. É possível atuar na fonte do ruído, ou seja, identificar e eliminar a origem 
da perturbação, fazendo escolhas mais eficazes no ponto de vista de emissão eletromagnética. 
Outra forma de atuação é no ponto de acoplamento, obstruindo o caminho entre a fonte da 
interferência e o circuito vítima, tornando o meio de transmissão da interferência ineficaz. E 
por fim atuando no circuito vítima tornando-o menos vulnerável a interferências 
eletromagnéticas. As aplicações das técnicas descritas abaixo afetam também no custo geral do 
sistema, sendo de responsabilidade do projetista adotá-las de forma otimizada para sua 
finalidade. 
a. Blindagem 
b. Aterramento 
c. Balanceamento 
d. Filtros 
e. Isolamento e orientação 
f. Controle do nível de impedância do circuito; 
g. Controle e roteamento de cabos e conectores; 
h. Projeto de Placa de circuitos impressos 
 
2.7. Fatores que Influenciam a EMI na PCI 
A placa de circuito impresso (PCI) é o primeiro item a ser confeccionado no projeto de 
um sistema eletroeletrônico, pois todos os outros componentes serão montados diretamente a 
esta peça. Por esta razão, se o circuito impresso apresentar algum tipo de problema, o conjunto, 
isto é, o circuito montado, também apresentará. 
Segundo Sanches (2003), pesquisas na área de compatibilidade eletromagnética 
demonstram que, no projeto de circuito impresso, as etapas a seguir são cruciais para a melhor 
compatibilidade eletromagnética do equipamento: 
 
 
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• Layout: Arranjo físico dos componentes na placa; 
• Roteamento: a escolha da melhor via de condutor traçada para conexões dos diversos 
componentes e o correto dimensionamento das trilhas; 
• Escolha correta do substrato: tipo de material de que é feita a placa; e 
• Tipo de placa – fase simples, dupla face, multicamada. 
 
2.8. Técnicas para redução de ruído na confecção de PCI 
As técnicas listadas por Sanches (2003) são utilizadas para otimização dos circuitos e 
aumento da performance quanto a emissão e suscetibilidade eletromagnética do sistema: 
 “(a) Utilizar poucos sinais de Clock (cristais osciladores); 
(b) Utilizar tecnologia de baixa potência; 
(c) Principalmente para barramentos longos, separar as trilhas de sinais rápidos das trilhas de sinais mais lentos 
e colocar os sinais de alta frequência perto de sinais de terra; 
(d) Desligar os sinais de relógio quando não estiverem sendo utilizado; 
(e) Separar os sinais de terras em, por exemplo: digital, analógico, recepção, transmissão, relés, etc.; 
(f) Utilizar planos de terra de sinais para isolar circuitos (trilhas) ruidosas em placas multicamadas; 
(g) Colocar uma borda aterrada, com o terra de proteção, ao redor da placa de circuito impresso, esse 
procedimento promoverá uma blindagem ou bloqueio do campo para prevenir a irradiação; 
(h) Para diminuir a diafonia entre os sinais mantenha a distância entre as trilhas maiores do que a largura da 
maior delas, sempre que possível; 
(i) Todos os circuitos não utilizados nos circuitos integrados devem ter suas entradas conectadas a um potencial 
fixo de tensão que garanta o menor consumo de potência; 
(j) No caso de componentes programáveis, tais como EPLD, configure os pinos não utilizados como pinos de 
saída e em alta impedância; 
(l) No caso da tecnologia CMOS com entradas não terminadas tendem a se polarizar na região linear de 
operação, o que aumenta muito o consumo de corrente; 
(m) Distribuir as cargas ao longo da trilha ao invés de concentrá-la, pois diminui a descontinuidade, 
diminuindo-se as reflexões e as oscilações.” (SANCHES, 2003) 
 
De acordo com Liz (2003), para a efetiva redução de EMI é necessário a utilização de 
técnicas preventivas e corretivas em conjunto. Técnicas preventivas: Estudo do comportamento 
não ideal dos componentes da PCI, tais como condutores (fios e trilhas), resistores, capacitores, 
indutores, capacitância e indutância parasitas, diodos, mosfets e outros componentes 
semicondutores que apresentam ruídos durante a comutação, ou seja, na mudança de estado 
lógico, durante o tempo de subida e descida do sinal; Segregação de circuitos, disposição dos 
componentes e trilhas e supressão das interfaces do sistema; Análise dos planos de referência, 
 
 
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aterramentos e conexões entre 0v e Chassi; Desacoplamento da alimentação e cuidados com 
problemas de ressonância do circuito. O autor ainda fala que: 
 
Apesar da eficiência das técnicas de redução de EMI preventivas elas estão longe de serem ideais. Logo, se 
faz necessário o uso de técnicas corretivas para a redução da EMI (uso de filtros de linha, adição de 
capacitores de desacoplamento etc.), que apesar de apresentarem algumas desvantagens (aumento de peso e 
volume, baixa eficiência, implementação mais custosa), são necessárias na maioria dos casos. (LIZ, 2003) 
 
Os circuitos eletroeletrônicos estão cada vez mais integrados a outros sistemas, desta 
forma é importante apresentar técnicas de supressão de interface, a fim de garantir maior 
confiabilidade na integração de sistemas e periféricos,a qual pode causar anormalidades ao 
funcionamento do conjunto (LIZ, 2003). As técnicas de supressão incluem: 
• Filtros de modos diferencial e comum; 
• Isolação galvânica com o uso de transformadores ou opto-acopladores; 
• Dispositivos de proteção contra surtos; 
• Uso de sinais de envio e de retorno balanceados (o “retorno” do sinal deve sempre 
acompanhar o sinal); 
• Uso de fibras ópticas, infravermelho, wireless (sem-fio), laser ou microondas, ao invés 
de fios de cobre; 
• Blindagem de áreas, volumes, cabos e conectores. 
 
2.9. Crosstalk 
Crosstalk é o nome dado ao tipo de interferência entre duas trilhas vizinhas, no qual 
uma trilha induz corrente ou tensão na outra trilha, devido ao acoplamento capacitivo e indutivo 
(KAER; WENYI; HONCHENG, 2009). 
Quando um sinal elétrico percorre uma trilha, um campo magnético é criado devido à 
circulação de corrente naquela trilha, com isto, as linhas do campo magnético induzem tensões 
e correntes em trilhas vizinhas, mudando o nível de tensão e corrente em que estava causando 
perturbações na recepção deste sinal (KAER; WENYI; HONCHENG, 2009). A trilha que causa 
a perturbação é chamada de trilha agressora, e a que recebe a perturbação é chamada de trilha 
vítima. A perturbação tem seu efeito relevante com frequências maiores que 100MHz ou 
quando o tempo de subida ou descida é menor que 1ns (MAGRI; MOSSO, 2008). 
Segundo Bogatin (2010), em relação à qualidade do sinal, admite-se um ruído total no 
circuito de 15%, e que dentre esses seja no máximo 5% referente ao Crosstalk. A seriedade 
 
 
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deste ruído se dará a respeito do tipo de circuito em questão, onde uma pequena diferença na 
recepção do sinal tenha um grande impacto na sua resposta (circuitos analógicos, digitais de 
alta frequência e etc.), requerendo assim uma qualidade maior no transporte do sinal, não 
ultrapassando 3% de erro por Crosstalk (BOGATIN, 2010), diferente de um circuito onde há 
uma tolerância maior na margem de ruído de recepção do sinal, tornando a interferência por 
Crosstalk longe dos limites do circuito. 
Na figura 2, é mostrado como o campo magnético cria influência na trilha vizinha e 
como a distância entre elas impacta na margem do ruído. Pode-se ver que quanto mais afastados 
[figura 2 (a)] menor será o acoplamento, gerando menor o ruído, porém, quanto mais próximos 
[figura 2 (b)], maior pode ser o acoplamento e, consequentemente, maior o ruído, ocorrendo o 
Crosstalk. 
 
 
(a) Trilhas separadas, menor acoplamento (b) Trilhas próximas, maior acoplamento 
Figura 2: Linhas de campo magnético criado pela trilha (SANTOS, 2013) 
 
Diante do experimento feito por Santos e Shinoda (2014), é possível ver a influência de 
uma trilha digital de alta velocidade numa outra trilha, a qual tinha o nível lógico alto de 1,8V. 
O tempo de descida (90%-10%) foi de 0,544 ns. 
Na figura 3 pode-se observar a influência que uma trilha de alta velocidade pode 
provocar no circuito, se não forem tomados todos os cuidados para o problema de Crosstalk. 
 
 
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Figura 3: Transição de nível lógico alto para baixo da trilha agressora (SANTOS; SINHODA, 2014) 
 
É possível verificar na figura 4 o ruído causado na trilha de 1,8V, gerando uma 
interferência de 100 mV, percentualmente equivalente à 5,6% de 1,8V, estando assim no limite 
de ruído por Crosstalk sugerido pela norma IEC 61000-4-6. 
 
 
Figura 4: Influência por Crosstalk na trilha vítima (SANTOS; SHINODA, 2014) 
 
Com os testes concluídos, observa-se junto com a análise de Montrose (2000) que, para 
prevenir ou minimizar da melhor forma possível o crosstalk, deve-se aumentar a distância entre 
as trilhas ou deixá-las próximas ao plano de referência. Outras técnicas consistem em alocar 
trilhas com potencial 0V paralelamente à cada trilha possivelmente agressora (MITZENER, 
2007) e separar cada grupo de funcionalidades diferentes em uma parte da PCI, mantendo suas 
 
 
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referências preservadas, como o grupo de sinal digital de baixa frequência, alta frequência, 
sinais analógicos, entre outros. (MONTROSE, 2000). 
 
2.10. Propagação de Modo Comum e Diferencial 
Neste assunto, tem-se na Placa de Circuito Impresso os efeitos dos campos magnéticos 
referentes às correntes que circulam na trilha em modo comum e em modo diferencial. 
Correntes em modo comum são as que se propagam no mesmo sentido, já as correntes de modo 
diferencial são as que estão em sentidos opostos. Salienta-se que a mesma corrente pode gerar 
os dois modos de propagação. 
De acordo com a Lei de Ampére, sabe-se que o sentido do campo magnético depende 
do sentido da corrente, podendo ter a soma ou a anulação do campo magnético de acordo com 
o sentido que a corrente se propaga. 
Pode-se observar que o campo no modo comum é cancelado no interior entre as duas 
trilhas, e somado no seu exterior; o contrário acontece no modo diferencial, ou seja, pensando 
na PCI completa, temos uma maior influência da interferência na propagação de modo comum, 
que tem seu campo intensificado na periferia das duas trilhas, conforme visualizado na Figura 
5 (LIZ, 2003). Deste modo, deve-se evitar as trilhas de modo comum e utilizar em seu layout 
trilha de modo diferencial. Quando não for possível utilizar trilhas de modo diferencial, deve-
se deixar as trilhas de modo comum o mais próximo possível uma da outra, evitando assim os 
laços de corrente. 
 
 
Figura 5: (a) Propagação de Modo Comum (b) Propagação de Modo Diferencial (LIZ, 2003) 
 
2.11. Loop Inductance (Laço indutivo) 
Toda trilha que conduz corrente por um circuito fechado gera um campo magnético que 
contribui com certa indutância que varia de acordo com a sua geometria. Pode-se considerar 
 
 
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também que todo circuito fechado é um indutor de apenas uma única espira. A equação da 
indutância é dada pela Equação (1) (MITZENER, 2007). 
 
𝐿 = 𝜇0n
2𝐴𝑙 (1) 
 
Onde L é a indutância, n é a quantidade de voltas, 𝜇0 é a permeabilidade relativa do 
material, que neste caso é considerado igual a 1, e 𝐴𝑙 é o volume do “indutor”. Pode-se observar 
essa estrutura na Figura 6 abaixo. 
 
 
Figura 6: Laço de indutância de um circuito fechado (MITZENER, 2007) 
 
Baseado na Equação 1, observa-se que a indutância fica em função de seu volume, com 
isso, ao reduzir o tamanho de seu circuito, consequentemente a sua indutância é reduzida, 
conforme Figura 7. 
 
 
Figura 7: Circuito com laço de indutância reduzido (MITZENER, 2007) 
 
Com um circuito onde seu volume seja o menor possível, diminuir-se-á o fluxo 
magnético, devido ao campo magnético da linha de propagação e retorno serem opostos, e 
consequentemente diminuindo sua indutância. O projetista deve rotear as trilhas de forma a 
conseguir o menor caminho de retorno dessa corrente, para que seja minimizada a radiação 
emitida pela mesma. (FARIAS, 2020, apud OTT, 1988). 
 
 
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De acordo com Mitzener (2007) uma das funções mais importantes do plano de retorno 
é minimizar o loop de indutância, pois, desta forma, fornecemos um caminho de baixa 
impedância para as trilhas de potência e sinal, reduzindo diretamente os problemas por crosstalk 
nos condutores mais próximos. 
 
2.12. Comprimento das trilhas. 
Ao analisar uma placa de circuito, é possível ver que boa parte de sua estrutura pode ser 
comparada com linhas de transmissão de energia elétrica, no qual o comprimento de suas linhas 
tem grande significância para a capacidade depotência que pode ser transmitida. Em analogia 
com as trilhas de um circuito impresso, tem-se a mesma característica e mais alguns pontos 
importantes, como a integridade do sinal enviado dos componentes eletrônicos, tendo como 
critério o seu tempo de subida ou descida. 
O tempo de subida diz respeito ao tempo de variação de tensão que vai de 10% a 90%. 
Quanto menor o tempo, ou seja, mais rápido for este sinal, tem-se uma variação abrupta de 
tensão e corrente, o que produz muitos harmônicos de natureza elétrica e magnética (LIZ, 2003). 
Esses sinais digitais podem ter seus tempos modificados de acordo com as 
características das trilhas, como sua capacitância e indutância, que irão atrasar a tensão e 
corrente respectivamente no seu tempo de subida e descida. Os sinais são produzidos por 
componentes semicondutores em comutação, e em seu datasheet estão dispostos seus tempos 
de subida e descida, fornecendo informações para dimensionar o tamanho máximo destas 
trilhas, minimizando os efeitos capacitivos e indutivos. 
Para o dimensionamento, temos a Equação (2), onde “ℎ” é o tamanho máximo da trilha 
em cm; 𝑇𝑟 é o “rise time”, tempo de subida do sinal de pulso, que também pode ser usado o 𝑇𝑓 
“fall time”, que é o tempo de descida; D é o atraso na propagação do sinal de acordo com o 
meio em que o sinal é propagado; 𝜀𝑒𝑓𝑓 é a permeabilidade efetiva do material. Com esta equação 
é possível obter o tamanho máximo da trilha, baseado em suas condições elétricas e no seu 
material (BARROS 2002, apud KRAUS, 1999). 
ℎ = 
𝑇𝑟
𝐷
= 
𝑇𝑟
33,3 × √𝜀𝑒𝑓𝑓
 [𝑝𝑠 𝑐𝑚−1] (2) 
No estudo feito por Oliveira (2002), considerando uma placa de circuito de fenolite, 
onde a permeabilidade efetiva é de 4,5, o atraso na propagação será de aproximadamente 71 
 
 
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𝑝𝑠 𝑐𝑚−1, simulando um controlador que tem seu tempo de subida de 1ns embarcado numa 
placa de fenolite, tem-se que: 
ℎ = 
1
33,3 √4,5
= 
1𝑛𝑠
71 𝑝𝑠 𝑐𝑚−1
= 14,04 𝑐𝑚 
Pode-se observar que, para a entrega deste sinal numa placa de fenolite, o comprimento 
máximo da trilha deve ser cerca de 14 cm. Maior que isto, já terá o decaimento deste sinal, 
podendo ocorrer o não funcionamento do circuito. Tratando as mesmas características elétricas, 
porém agora, mudando para a placa de fibra de vidro FR4 com permeabilidade de 
aproximadamente 4.1, medida segundo Daniel et al. (2019), teremos um comprimento máximo 
de 14,88 cm. 
 
2.13. Capacitância e indutância parasita 
Numa placa de circuito, as capacitâncias e indutâncias parasitas estão diretamente 
ligadas à disposição e tamanho dos componentes, espaço entre as trilhas, tipo do material 
empregado na PCI, geometria, tensão de funcionamento, etc. 
Essas características parasitas reduzem a velocidade de propagação dos sinais, mudando 
assim toda dinâmica do sistema, além disso, atrasam o fornecimento de corrente em momentos 
que há uma mudança de estado dos CI’s, pois estes solicitam mais corrente que fluirá através 
das indutâncias das trilhas, o que causará uma queda e mudança na tensão de referência. 
Para corrigir esta situação, coloca-se capacitores de desacoplamento nos pinos de 
alimentação dos CI’s que funcionarão como um reservatório de energia de emergência, assim, 
a corrente requerida pelos CI’s será fornecida pelo capacitor e não mais pela fonte principal, 
evitando, assim, toda indutância intrínseca e parasita do circuito. (PAUL, 2006) 
Na ilustração abaixo, tem-se como exemplo um CI com seu capacitor de desacoplamento e a 
visão elétrica do circuito, com sua indutância parasita. 
 
 
Figura 8: Indutâncias parasitas nas trilhas de alimentação com capacitor de desacoplamento (OLIVEIRA, 2002) 
 
 
 
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Um exemplo do impacto devido a essas indutâncias parasitas podem ser calculadas com 
a Equação (3): 
𝑉𝐿 = 𝐿.∙
𝑑𝑖
𝑑𝑡
 (3) 
Somando a indutância total da malha deste exemplo, dará cerca de 80 nH. A queda de 
tensão será em função da demanda de corrente do CI, neste exemplo, 30 mA. Com isso, neste 
arranjo, a queda de tensão será de: 
𝑉𝐿 = 80 × 10
−9 × 
0,03
3𝑥10−9
= 800 𝑚𝑉 
Nota-se que os efeitos da indutância parasita nas trilhas e componentes afetam a 
solicitação de corrente do CI, causando um atraso devido às suas propriedades indutivas e queda 
de tensão, a depender da quantidade de corrente necessária para o funcionamento. Neste 
exemplo, tem-se uma queda de 0,8 V numa situação que exige o fornecimento rápido de 
corrente. Para isso não acontecer, deve-se ajustar melhor a disposição das trilhas para diminuir 
as indutâncias e inserir o capacitor de desacoplamento para ter a energia necessária armazenada 
quando for solicitada. (PAUL, 2006) 
 
3. Metodologia 
Para a elaboração do estudo apresentado, foi realizado levantamento bibliográfico sobre 
o tema, e compilado os resultados, a fim de estabelecer ligações conceituais e matemáticas das 
EMI, aplicando-as ao projeto de confecção de placas de circuito impresso. 
 
4. Resultados e Discussões 
Será apresentada a discussão do tema a partir da análise dos estudos de caso realizados 
por GUTTOWSI et al. (2007): Predicting the influence of placement of passive components on 
EMI behaviour. O estudo de Guttowsi et al. (2007) utilizou técnicas para otimização do circuito 
contra interferências eletromagnéticas, baseado no estudo do posicionamento correto dos 
componentes da placa de circuito impresso, a fim de não gerar Crosstalk. O autor utiliza um 
exemplo prático de “conversor de buck para aplicações automotivas”, no qual o desempenho 
do sistema é afetado pelas interações dos componentes passivos, que não podem ser 
consideradas na simulação via software do circuito, levando a vários reprojetos sem uma 
abordagem específica. A comparação de dois layouts mostra a importância de um bom 
 
 
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posicionamento: Os níveis de emissão diferem em até 30dB usando os mesmos componentes, 
a mesma área de posicionamento e circuito, conforme visualizado na Figura 9. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9: Ruído conduzido em dois projetos de um conversor Buck com especificações CISPR25 classe 5. 
(GUTTOWSI et al., 2007) 
Os indutores utilizados no circuito formam linhas de campos magnéticos originados pela 
corrente que passa neles, e esse campo magnético tende a diminuir ao longo do eixo transversal 
da bobina, conforme mostra a lei de Biout-Savart, na Equação (4). 
 
�⃗⃗� = ∫
𝐼 𝑑�⃗⃗� × �̂�𝑅
4𝜋𝑅2
𝑎
−𝑎
 [𝐴/𝑚] (4) 
 
Desta forma, um capacitor colocado perto de uma bobina é severamente influenciado 
por seu campo eletromagnético. Este efeito é demonstrado na Figura 10: As linhas de campo 
geradas pela bobina acoplam no capacitor. A Figura 11 mostra o posicionamento ideal para a 
não ocorrência dos acoplamentos indevidos. 
 
 
 
Figura 10: Linhas de campo magnético da bobina 
acopladas no capacitor (GUTTOWSI et al., 2007) 
Figura 11: Relações de posicionamento para 
bobina vertical e capacitor. Lado esquerdo: posição 
desfavorável; lado direito: posição ideal 
(GUTTOWSI et al., 2007) 
 
 
 
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Os componentes passivos do filtro são afetados pelo acoplamento do campo magnético 
produzido pelos próprios componentes da placa, reduzindo o desempenho do filtro. No caso de 
circuitos de filtro, os coeficientes de acoplamento magnético entre os componentes têm valores 
percentuais em torno de 0,1%, valor este capaz de alterar o comportamento docircuito. O 
comportamento destes efeitos requer, por um lado, o cálculo do acoplamento eletromagnético 
entre os diferentes componentes de um circuito, que é influenciado por sua distância, orientação 
e medidas de blindagem. Por outro lado, o efeito do acoplamento depende da função das peças 
de acoplamento no circuito, tornando o cálculo extremamente complexo e inviável. 
A influência do acoplamento do componente depende da frequência assim como da 
função do componente no circuito. Portanto, não é possível estipular valores universais de 
distâncias entre componentes. No entanto, é possível estabelecer regras de design para o 
posicionamento de componentes com o objetivo de minimizar o acoplamento e reduzir o espaço 
do sistema simultaneamente. Se os acoplamentos forem atenuados, o objetivo do projeto de 
acordo com os requisitos EMC será alcançado, conforme a norma vigente para este dispositivo, 
CISPR25 classe 5. 
De acordo com os testes realizados, o desacoplamento de dois capacitores girando os 
eixos magnéticos em 90 °, conforme visualizado na Figura 12, fornece o desempenho desejado 
para o filtro neste caso. Com caminhos de corrente equivalentes perpendiculares, o acoplamento 
indutivo é reduzido ao mínimo. Para capacitores paralelos, é necessária uma grande distância 
entre os componentes, que é reduzida pela rotação de um componente. A distância necessária 
segue em função do ângulo de rotação e atinge o mínimo a 90°. Os relacionamentos são válidos 
para 360° no caminho circular ao redor do componente. 
 
 
Figura 12: Relações de posicionamento entre os capacitores 
(Traduzida de GUTTOWSI et al., 2007). 
 
 
 
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As sugestões de posicionamento também são válidas para indutores de núcleo de ferrita. 
Devido à complexidade das regras de comportamento das linhas de campo, as regras gerais só 
podem ser fornecidas para ângulos de 0𝑜, 90𝑜, 180𝑜 e 270𝑜 no caminho circular em torno do 
componente, conforme visualizado na Figura 13. 
 
 
Figura 13: Relações de posicionamento entre as bobinas do núcleo de ferrite ferrita 
(Traduzida de GUTTOWSI et al., 2007) 
 
5. Conclusão 
Na execução de um projeto de Placa de Circuito Impresso para circuitos de alta 
frequência, é necessário cuidado com o comportamento do circuito devido a vulnerabilidade 
quanto a interferências eletromagnéticas. Para isso este artigo descreveu técnicas e pontos 
importantes a serem levados em consideração durante a confecção da PCI, a fim de manter as 
interferências dentro dos limites estabelecidos pelas normas de EMC, que serão definidas de 
acordo com a função especificas dos circuitos, como no exemplo do estudo de caso para 
circuitos de um Bucky automotivo que corresponde a norma CISPR25 classe 5. O uso eficiente 
de componentes eletroeletrônicos, correto dimensionamento das trilhas, o estudo das 
impedâncias características presentes e uma análise aprofundada das técnicas de 
compatibilidade eletromagnética garantirão a confiabilidade operacional do circuito. 
 
6. Referências Bibliográficas 
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