電子設計 - PCB干渉防止技術の設計

1はじめに

電磁的適合性EMCは、指定された電磁環境における設計要件に従って、正常に動作する電子システムの能力を指す. 電子システムによって経験された電磁干渉は、電場と磁場の放射線から来るばかりでなく, しかし、線の共通インピーダンスの影響もあります, ワイヤの組合せと回路の構造. 回路の開発と設計, また、設計されたプリント回路基板は、可能な限り外部の干渉に対して影響を受けにくいことを望む, そして、可能な限り他の電子システムと干渉するだろう. アンチ干渉性能に影響する多くの要因がある プリント板, 銅箔の厚さを含む, 印刷ワイヤの幅と長さと隣接するワイヤの間のクロストーク, ボード内のコンポーネントのレイアウトの合理性, そして、ワイヤーの一般のインピーダンス. 宇宙空間における電磁波の発生, etc.

プリント基板を設計する主な課題は、回路を解析し、キー回路を決定することである。これは、どの回路が干渉源であり、どの回路が敏感な回路であるかを識別し、干渉源がどのような経路を敏感な回路と干渉させるために使用できるかを知ることである。アナログ回路では、低レベルのアナログ回路はしばしば敏感な回路であり、電力増幅器はしばしば干渉の源である。動作周波数が低い場合、干渉源は、主にインターワイアバレル接続を介して高感度回路に干渉する動作周波数が高い場合、干渉源は主に電磁放射を介して高感度回路に干渉する。デジタル回路では、クロック信号、バス信号などの高速反復信号は、最大の干渉源である周波数成分が豊富であり、しばしば、敏感な回路に脅威をもたらす。リセット回路、割り込み回路等は、スパイクからの干渉に影響されやすい、敏感な回路であるので、デジタル回路は正常に動作することができない。入出力回路（1／0）は外部の世界に接続されており、特に注意を払うべきである。UO回路がクロックラインのような干渉源に近接している場合、不要な高周波エネルギーは出力ラインに集積され、ライン上のノイズは放射線または伝導を通じてケーブルの近くの高感度回路に干渉する。

回路を完全に分析し、キー回路を決定することに基づいて、回路を適切にプリント基板上に配置する必要がある。ディジタル回路では高速回路（クロック回路，高速論理回路など），中低速論理回路，uo回路を異なる領域に配置し，干渉源と高感度回路をできるだけ空間的に分離し，干渉源を分離できる。高感度回路への放射妨害は大いに低減される。

2プリントボードアンチジャミングデザイン

PCBボードの干渉防止設計の目的は、PCBボードの電磁放射とPCBボード上の回路間のクロストークを低減することである。さらに、PCBの接地設計は、1／0ケーブルのコモンモード電圧放射に直接影響する。したがって，pcbの干渉防止設計は，システムの電磁波放射線を低減するために非常に重要である。

2.1 PCBレイアウト デザイン

プリント基板（PCB）の密度が高くなり、PCB設計の品質が耐干渉性に大きな影響を与えるので、PCBのレイアウトは設計上非常に重要な位置にある。

特殊コンポーネントのレイアウト要件

1 .高周波成分間の配線を短くし、よりよく、互いの間の電磁干渉を最小にする干渉に影響されやすいコンポーネントはあまりにも近くにすべきではない入力と出力のコンポーネントを可能な限り遠くにする必要があります

いくつかの構成要素は、より高い電位差を有するので、コモンモード放射を減らすためにそれらの間の距離を増やす必要がある。高電圧部品のレイアウトの合理性に特別な注意を払う

3 .熱素子は発熱素子から遠く離れていなければならない

溶液コンデンサはチップの電源ピンの近くになければならない

ポテンショメータ、調整可能なインダクタンスコイル、可変コンデンサ、マイクロスイッチ等の調整可能な構成要素のレイアウトは、必要に応じて容易に調整可能な位置に置かれるべきである

6 .プリント基板及び固定ブラケットの位置決め穴に占める位置を確保する。

共通コンポーネントのレイアウト要件

1つの機能回路ユニットの構成要素を回路の流れに応じて配置し、信号の流れ方向ができるだけ一貫しているようにすること

2 .各機能回路の中心構成要素を中心とし、その周囲にレイアウトする。コンポーネントは、部品の間のリードおよび接続を最小にして、短くするために均等に、そして、きちんとPCBに配置されなければならない

高周波で動作する回路では、部品間の干渉を考慮すべきである。一般に、構成要素は、配線を容易にするために、できるだけ並列に配置されるべきである

PCBの出線は、回路基板の端部から80 mm以上離れている。回路基板の最良の形状は長方形である。アスペクト比は3 : 2または4 : 30です。

2.2 PCBレイアウト設計

pcbの配線密度は増加しており，pcb配線設計は特に重要である。

最小層インピーダンスを得るために、4層基板の電力線層は接地線層に可能な限り近くなければならない。信号線、接地線、電源線、信号線。電磁両立性を考慮して、一番上から下まで最高の6層板があります。信号線、接地線、信号線、電源線、接地線、信号線；

クロックラインは、接地層に隣接し、ライン幅はできるだけ大きくなければならず、各クロックラインのライン幅は同じであるべきである

接地線に隣接した信号層は、高速デジタル信号線と低レベルのアナログ信号線で構成され、より遠くの層は、低速信号線と高レベルアナログ信号線とで配置される

フィードバックを避けるために、並列接続を避けるために、入出力端子の配線をできるだけ回避しなければならない

印刷された電線の湾曲は、一般に135度の鈍角である

電源線と接地線の線幅をできるだけ増加させ、0.5 mmピンピッチの素子の配線幅は12 mil未満ではならない

一般的なデジタル回路の信号線幅は8である。そして、ピッチは6 mi 1 - 8ミルです

特に、高周波バイパスコンデンサには、放射線コンデンサのリード線が長すぎてはならない

9 .混合信号回路基板上のディジタルグランドとアナロググランドを分離する。配線が分離ギャップを横切ると、電磁放射および信号干渉が急激に増加し、電磁両立性問題が生じる。したがって、PCB設計は、一般に、デジタル回路およびアナログ回路を介して、統一されたグランド、レイアウトおよび配線を採用する

いくつかの高速信号については、差動対配線を使用して電磁放射を低減することができる。

4結論

多層 プリント板 ユニークな干渉防止特性. 大規模集積回路の開発と超大規模集積回路, 人々はますます多層を採用する プリント板. 現代電子システム, クロック周波数の増加とチップ積分の増加, の合理性と信頼性 PCB設計 ますます重要になっている. In the デザイン, 高品質を得るためには特定の問題を分析する必要がある PCB設計.