EMC問題 PCBエンジニア考察と接地のヒント
接地のセグメンテーションと伝送は,電磁妨害を抑制し,電子機器のemc性能を向上させる重要な手段の一つである。
適切な接地は、電磁干渉を抑制する製品の能力を向上させるだけでなく、製品の外部EMI放射を減らすこともできます。
接地の意味:電子機器の“接地”は通常2つの意味があります:一つは“接地”(安全)、もう一方は“システムリファレンス”(信号接地)です。接地は、システムと電位基準面との間の低抵抗導電経路の確立を意味する。
地球につながることは地球のポテンシャルに基づいており、地球はゼロのポテンシャルにある。電子装置の金属シェル、回路基準点、地球。
グランドプレーンを地面に接続するには、次のような要因が考えられる。
機器回路系統の動作の安定性を改善する
静電気放電
Cは、従業員のためのセキュリティを提供する。
接地目的
安全性、すなわち保護接地
信号電圧(信号またはシステム)の安定した0電位基準点を提供する
シールドは接地されている。
基本的な接地方法:電子機器のための3つの基本的な接地方法:シングルポイント接地、多点接地、および浮動地です。
PCBエンジニアのノート
単点接地
単一点接地は、1つの物理的なポイントだけが接地基準点として定義されるシステム全体であり、接地される必要がある他の点はこの点に接続される。一点接地は低周波回路(1 MHz以下)に適している。システムの動作周波数が非常に高く、動作波長がシステム接地リードの長さに等しい場合は、シングルポイント接地方式が問題となる。
ローカル線の長さが1/4波長に近いときは、終端短絡伝送線路のように、接地線の電流と電圧を定在波で分配し、接地線の役割を果たす代わりに接地線を放射アンテナとする。接地インピーダンスを低減し、放射線を避けるために、接地線の長さは1/20波長未満でなければならない。電力回路の処理においては、通常、1点接地を考慮することができる。
で使用される多数のデジタル回路のために PCBボード, それは一般的にその豊富な高次高調波による単一点接地モードを使用することをお勧めしません.
多点接地
マルチポイント接地は、デバイスの各接続場所がそれに最も近いグランドプレーンに直接接続されていることを意味するので、接地リードの長さは最短である。多点接地回路は,接地線上の高周波定在波現象を大幅に低減できる簡単な構造であり,高い動作周波数(>10 mhz)に適している。しかし、多点接地は、多くの接地ループがデバイス内に形成され、それによって外部電磁場に抵抗するデバイスの能力を低下させる。マルチポイント接地の場合、特に異なるモジュールとデバイスがネットワークの間で確立されるとき、我々はグランドループ問題に注意しなければなりません。
接地回路に起因する電磁干渉:理想的な接地線はゼロ電位とゼロインピーダンスを持つ物理的実体でなければならない。しかし、実際の接地線自体は抵抗成分とリアクタンス成分を有し、接地線に電流があると電圧降下が生じる。
電磁場が回路に結合されると、接地線は他のワイヤ(信号、電源線など)でループを形成し、誘導された起電力は接地ループにおいて生成され、接地ループは負荷に結合され、それによって潜在的EMI脅威を生成する。
浮き地面
フローティングとは、装置の接地系が地面から電気的に絶縁される接地方法である。
浮いている地面自体の弱点のために、それは一般的な大規模システムに適していません、そして、その接地方法はめったに使われません。
接地モードの一般的な選択原理としては、与えられた装置やシステムにおいて、伝送線路の長さがL>の場合、最も高い周波数(対応する波長)を高周波回路と見なし、逆に、低周波回路とする。
によると PCB設計 経験, 1 MHz以下の回路では1点接地を用いるのがベストである, と10 MHz以上, 多点接地.
間の周波数については、最大伝送線路Lの長さが/ 20未満である限り、単一点接地を使用して、共通インピーダンス結合を回避することができる。