電子設計 - PCB設計効率を改善する方法

基本的に言えば, 電磁両立性を試験室の既存モデルに対して試験し検証した. これらのテストは高価ではないだけでなく、時間がかかる. 設計プロセスで初期のソフトウェアシミュレーションを使用して、テストコストを削減する方法がたくさんあります. しかし, EMCは複雑な課題である, そして、現在の複雑な回路基板の完全な3 Dシミュレーションを達成することは非常に困難である. これらの困難のため, 専門家は、回路基板のキー領域のシミュレーションに集中することができるだけである, 電力および接地システムまたは個々のクリティカルネットワークのような, to determine the causes of electromagnetic field radiation (emission) and radiation (sensitivity). これらの解析において得られた知見は、以下の設計原理に適用される PCB回路設計者.

シミュレーションソフトウェアパッケージの開発, ユーザーは、最も人気のある PCBレイアウト 工具. 配線レビュー機能はすべてのボード層の様々な設計原理をチェックする, ネットワークまたは痕跡. ソフトウェアは以下の配線ツールプロバイダの配線データをインポートすることができます, カデンツ, メンター, オラクルとずんけん. ソフトウェアは、共同で専門のシミュレーションソフトウェア会社と有名なIT業界巨人から専門家によって開発されます.

前者は様々なPCB配線ツールとのインタフェースを提供し、後者は何十年もEMC / SI規則を確立し検証したエキスパートシステムに焦点を合わせている。長年にわたり、同社の専門家は、柔軟な測定技術を使用して、多くのEMCのデザインの問題を検討し、最終的に様々な効果的なデザインルールを確立しました。これらの規則に従ってクリティカル設計をチェックし，その結果を試験により検証した。最後に、異なる機能は、一般の電磁障害の主なソースを識別できるソフトウェアツールを形成するために結合される。

この汎用ソフトウェアはemcの専門家を必要としない。PCBボード設計者は、デザインがEMC規則に従うかどうかチェックすることができます。第二に、ソフトウェアは、配線の設計者にEMの問題に詳細な説明と可能なソリューションを提供します。統合ブラウザーは、デザインでEMC違反の正確な位置を表示することができます。実際、このソフトウェアパッケージを開発する主な目的は、関連するEMC知識なしでユーザーを有効にして、EMC問題をより早く見つけて、設計のより簡単に見つけて、それによって、測定および再設計のコストを最小にすることである。

規則ベース検査

放出または結合は、幾何学的規則の違反に起因します。例えば、現在のリターンのパスを考慮すると、各々のシグナルはシグナル・トレースのための予め定められたパスを有する。ループ電流は、常に最小抵抗を有するパスを選択する同時に、高周波条件の下で、最も低いインピーダンスでパスを選んでください。この新しいソフトウェアはどのリターンパスが連続していないかを決定することができます。例えば、分離されたプレーンのためにこのパスを中断することができる。ループが幾何学的に信号経路に従うことができないならば、ループ電流は異なる経路を使用するでしょう。ループ電流の周りの領域の大きさに応じて、アンテナは干渉信号を放射するかまたは受信することができ、これはEMCコンプライアンス障害または可能な設計故障につながる可能性がある。このソフトウェア・ツールは、電源層のそのような不連続銅が高周波数のための一つ以上のコンデンサによって、接続されるかどうか識別する。これらのコンデンサは、ループ電流に対して低インピーダンスの経路を形成し、望ましくないループを回避する。

信号から遠く離れているコンデンサに起因するEMC問題

別のルールは、信号層とループ電流の基準面を変えるネットワークを探索することである。信号トレースが上方から基準面の下まで変化する場合、結果として生じる放射線は非常に小さい。この場合、ループ電流は同一平面内で流れ続けることができる。信号層と基準面が同時に変化する場合、戻り経路は保証されなければならない。ビアの近くのコンデンサを使用することは、不要なパスおよびループ電流を発生させないようにしなければならない。このソフトウェア設計ルールは、BGAの下の多孔性領域の層の変化を認識し、許容しなければならない。この原則が違反されるならば、層変化が起こるビアはソフトウェアによってハイライトされます。より高い信号周波数では、外層ケーブルの長さを短くする必要があり、ケーブルの最大許容長を確認し、違反を指摘する。

別のルールは、DCブロッキングコンデンサから供給電圧の接続ピンまでの最大距離をチェックすることである。ブロッキングコンデンサの実効半径が小さいので、デカップリングピンに接続された許容距離を超えることはできない。さもなければ、コンデンサは効果がなく、無視することができます。このルールの違反は、各コンデンサに距離と一緒に表示されます。最後の重要な規則は、トレースが参照平面層の端にあまり接近できないということです。この場合、ラインインピーダンスは変化して、インピーダンスの不連続で信号を反映させることができる。

このソフトウェアパッケージを通じて、特定のルールをチェックすることができますし、エラーリストを介してユーザーをガイドし、配線の重要な領域を表示します。設計段階の初期段階の構成要素の位置を変更することによって、電磁両立性の問題を防止し、付加的な遮蔽またはフィルタの必要性をなくし、それによって、貴重な回路基板スペースおよび部品コストを節約する配線経路を形成することができる。

結論として

として 回路基板設計 ますます複雑になる, そして、電磁両立性仕様はますます厳しい, 設計段階の初期段階で解決策を模索する必要がある. ソフトウェアシミュレーションパッケージ, 特に広く使用される配線ツールの効果的なインターフェイスと一緒に使用される場合は特に, 製品開発プロセスに大きな意義がある.