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電子設計

電子設計 - PCB基板設計における整合抵抗の役割を解析する

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電子設計 - PCB基板設計における整合抵抗の役割を解析する

PCB基板設計における整合抵抗の役割を解析する

2021-08-28
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Author:Belle

iPCBは平均10年以上の経験を持つPCB基板設計チームで、市場で主流のPCB設計ソフトウェアを使用して、専門的で効率的なコミュニケーションを行い、PCB設計の進度を確保することができる。次に、PCBボード設計における整合抵抗の役割を紹介します。

1.PCB設計インピーダンス整合

PCB設計インピーダンス整合とは、信号源または伝送路と負荷との間の適切な整合方法を指す。アクセス方式によって、PCB設計のインピーダンスマッチングには2つの方法がある:シリアルとパラレル、信号源の周波数に応じて、PCB設計のインピーダンス整合は低周波と高周波の2種類に分けることができる。

高周波信号は一般的に直列PCB設計インピーダンス整合を採用する

直列抵抗器の抵抗値は20 ~ 75μCであり、抵抗値は信号周波数に比例し、PCBトレース幅に反比例する。組み込みシステムでは、システム内のクロック信号、データ、およびアドレスバス信号のような周波数が20 Mより大きく、PCBトレース長が5 cmより長い信号に対して、通常、直列整合抵抗器が必要である。直列整合抵抗には2つの機能があります。

1.高周波ノイズとエッジオーバーシュートを低減する。信号のエッジが非常に急勾配である場合、高周波成分が多く含まれ、干渉が発生します。また、オーバーシュートも起こりやすい。信号線の直列抵抗と分布容量、および負荷入力容量はRC回路を形成し、これにより信号エッジの急峻度が低下する。

2.高周波反射と自励発振を低減する。信号の周波数が高い場合、信号の波長は非常に短い。波長が伝送路の長さまで短い場合、元の信号に重畳された反射信号は元の信号の形状を変化させる。伝送路の特性インピーダンスが負荷インピーダンス(すなわち不整合)と等しくない場合、負荷端は反射し、自励発振を引き起こす。PCBボードに配線された低周波信号は直接接続することができ、一般的に直列整合抵抗を追加する必要はありません。

PCB基板設計

並列PCB設計インピーダンス整合は「端子PCB設計インピーダンス整合対」とも呼ばれる

一般的には入出力インタフェースに使用され、主にPCBが設計した伝送ケーブルとのインピーダンス整合を指す。例えば、LVDSとRS 422/485は入力端子整合抵抗が100 ~ 120Ωの5種類のツイストペアを使用し、ビデオ信号には、整合抵抗が75μまたは50μの同軸ケーブルと、整合抵抗が300μのフラットケーブルが使用されている。並列整合抵抗器の抵抗値は、長さに関係なく、伝送ケーブルの媒体に関係している。その主な機能は信号の反射を防止し、自励発振を低減することである。

特に、PCB設計のインピーダンスマッチングはシステムのEMI性能を向上させることができる。また、PCB設計インピーダンス整合問題を解決するために、直列/並列抵抗器を使用するほか、変圧器を使用してインピーダンス変換を行うこともできます。典型的な例はEthernetインタフェースとCANバスである。

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二、ゼロオーム抵抗

1.最も簡単な方法は、ジャンパとして使用することです。回路の一部が使用されていない場合は、抵抗を直接溶接しないでください(外観に影響はありません)。

2.整合回路パラメータが確定していない場合は、ゼロオームに置き換えます。実際のデバッグでは、パラメータを決定し、特定の数値コンポーネントに置き換えます。

3.回路の一部の動作電流を測定したい場合は、電流測定を容易にするために、ゼロオーム抵抗を取り除き、電流計を接続することができます。

4.PCB設計と配線において、レイアウトが本当に不可能であれば、ジャンパとしてゼロオーム抵抗器を追加することもできます。

5.高周波信号ネットワークにおいて、インダクタまたはコンデンサとして機能する(PCB設計インピーダンス整合に対して、ゼロオーム抵抗にもインピーダンスがある)。インダクタとして使用する場合、主にEMCの問題を解決します。

6.アナログ接地やデジタル接地などの単一点接地。

7.ジャンパおよびDIPスイッチの代わりに構成回路を使用することができる。ユーザーが勝手に設定を変更することがあり、誤解を招きやすい。メンテナンスコストを削減するために、プレートに溶接されたジャンパの代わりにゼロオーム抵抗器を使用します。

8.システムデバッグの場合、例えば、システムをいくつかのモジュールに分割し、モジュール間の電源と接地をゼロオーム抵抗器で分離する。デバッグ段階では、電源または接地が短絡している場合、ゼロオーミック抵抗器を除去することで、探索範囲を縮小することができます。



上記の機能は「磁気ビーズ」でも代用できます。ゼロオーム抵抗と磁気ビーズは機能的には少し似ているが、本質的な違いもある。前者はインピーダンス特性を有し、後者は誘導性リアクタンス特性を有する。磁気ビーズは通常、電源と接地ネットワークのフィルタリングに使用されます。