精密PCB製造、高周波PCB、高速PCB、標準PCB、多層PCB、およびPCBアセンブリ。
Electromagnetic compatibility (EMC) and ASsociated electromagnetic interference (EMI) have always required the eyes of system design engineers, 特にPCBレイアウトと設計技師, as プリント回路基板 デザインとコンポーネントパッケージの縮小とOEMはこれまでより高速なシステムを要求する.
emcは電磁エネルギーの発生，伝搬，受信に密接に関連し，pcb設計では望ましくない。電磁エネルギーは、複数のソースから来て、一緒に混合されるので、異なる回路、配線、穿孔とPCB材料が一緒に働くとき、信号が互換性があって、互いに干渉しないことを確実とするために特別な注意をとらなければなりません。
EMIは、EMCまたは不要な電磁エネルギーによって引き起こされる破壊的な効果である。この電磁環境では、PCB設計者は、電磁エネルギー発生を低減して干渉を作ることを保証しなければならない。
ここでは、PCB設計における電磁的問題を避けるための7つのヒントがあります。
tip 1 : PCBを接地する
EMIを減らす重要な方法は、PCB接地を設計することである。ステップはPCBボードの全面積内の接地面積を可能な限り大きくすることであり、これは発光、漏話およびノイズを低減することができる。各構成要素を接地または接地層に接続する際に注意しなければならない。そうでなければ、接地層の信頼性の高い中性化を完全に利用することはできない。
特に複雑なPCB設計は、いくつかの安定した電圧を有する。理想的には、各基準電圧は、それ自身の接地層を有する。しかし、接地層が多すぎると、PCBの製造コストが高くなり、価格が高すぎる。妥協点は、3つから5つの異なる場所に接地層を使用することであり、それぞれは複数の接地部を含むことができる。これは、回路基板の製造コストを制御するだけでなく、EMIおよびEMCも低減する。
EMCが実装されるならば、低インピーダンス接地システムは重要です。多層PCBでは、低インピーダンスであり、逆信号源である電流経路を提供することができるので、銅の平衡または散乱された泥棒層の代わりに信頼性の高い盗聴層が存在する。
多層PCBにおけるEMC問題に対処するためには、銅の平衡または散乱された泥棒層の代わりに固体の泥棒層がある。
信号が地球に戻るのにかかる時間も重要です。信号とソースの間の時間は等しくなければなりませんさもなければ、アンテナのような現象は起こります、そして、放射されたエネルギーはEMIの一部になります。同様に、信号源への電流の経路はできるだけ短くするべきである。ソース・パスとリターン・パスの長さが等しくないなら、接地バウンスがあるでしょう。
信号源の内外の信号が同期していない場合は、アンテナのような現象が発生し、エネルギーが放射され、EMIが発生する。
ヒント2：EMIを区別する
EMIの違いにより、良好なEMC設計ルールは、アナログおよびデジタル回路を分離することである。高アンペアまたは高電流のアナログ回路は、高速配線またはスイッチング信号から遠ざかるべきである。可能であれば、それらは地上信号で保護されるべきです。多層PCBにおいて、アナログ配線は1つの接地およびスイッチ配線またはHIG上になければならない
H配線は別の接地でなければならない。これにより、異なる特性の信号が分離される。
周囲のルーティングに結合される高周波ノイズは、時々、低域フィルタで除去されることができる。フィルタは、ノイズを抑制し、安定した電流を返すことができます。アナログ信号とディジタル信号の接地を分離することが重要である。アナログ回路とディジタル回路は独特の特性を持つので，分離することが重要である。デジタル信号はデジタル接地を有し、アナログ信号はアナログ接地で終了する。
ディジタル回路設計において，経験豊富なpcbレイアウトと設計技術者は高速信号とクロックに特に注意を払っている。高速では、信号とクロックは、可能な限り短く、グラウンドに近くなければならない。前述のように、管理可能な限界内で漏話、ノイズおよび放射線を保つ。
デジタル信号はまた、パワープレーンから遠ざかるべきである。それがあまりに近いならば、それは雑音または誘導を生じることができます。
チップ3：クロストークと配線が焦点
配線は、電流の正常な流れを確実にするために特に重要である。電流が発振器または他の同様の装置から来ている場合、電流を接地から分離するかまたは別のラインと並列に電流を持たないようにすることが特に重要である。つの並列高速信号は、EMCとEMI、特にクロストークを生成することができる。抵抗経路は短くなければならず、帰還電流経路はできるだけ短くしなければならない。戻り経路の長さは、送信経路の長さと同じでなければならない。
EMIでは、「侵入配線」と呼ばれ、もう一つは「被害者配線」である。インダクタンスおよびキャパシタンス結合は、電磁場の存在のために「犠牲者」配線に影響を及ぼすことができ、このように「犠牲者配線」上で順方向および逆方向電流を生成することができる。このようにして、送受信される信号の長さがほぼ等しい安定した環境でリップルが発生する。
バランスのとれた安定した配線環境では、誘導電流はクロストークを除去するために互いに相殺しなければならない。しかし、我々は不完全な世界に住んでいます。したがって、目標は、レベルですべてのクロストークをラインに保つことでなければなりません。平行線間の幅が線幅の2倍であれば、クロストークの影響を低減することができる。例えば、線幅が5ミルであれば、2本の平行線間の距離は10ミル以上でなければならない。
PCBの設計者はまた、新しい材料や部品が出現するにつれて、EMCや干渉問題に取り組む必要がある。
チップ4：減結合コンデンサ
減結合コンデンサはクロストークの悪影響を低減するそれらは、低ACインピーダンスを確実にし、ノイズおよびクロストークを低減するために、デバイスの電源ピンと接地ピンとの間に配置されるべきである。広い周波数範囲で低インピーダンスを達成するためには、複数のデカップリングコンデンサを使用する必要がある。
クロスグリッドは、グリッドグリッドアレイの周りにデカップリングコンデンサを使用することによって低減することができる。（画像：Nexlogic）デカップリングコンデンサを配置するための重要な原理は、配線上の誘導的な影響を低減するために、コンデンサをキャパシタンス値をできるだけデバイスに配置することである。この特定のコンデンサは、装置の電源ピンまたは電源ケーブルに可能な限り近く配置され、コンデンサのパッドは、貫通孔または接地に直接接続される。ケーブルが長い場合は、接地インピーダンスを確保するために複数のスルーホールを使用してください。
ヒント5：90°の角度を避ける
EMIを減少させるためには、直角線が放射線を発生するので、配線、穿孔、および他の構成要素によって形成される90°の角度角を避ける。この角度でキャパシタンスが増加し、特性インピーダンスが変化し、反射とEMIが生じる。90°の角度角を避けるために，配線を少なくとも2つの45°の角度角で配線する。
ヒント＃6：注意して穴を使用してください
ほとんどすべてのPCBレイアウトでは、異なる層間の導電性接続を提供するために、パーフォレーションを使用しなければならない。PCBレイアウトエンジニアは、ホールを通して生成されるインダクタンスおよびキャパシタンスのため、特に注意しなければならない。場合によっては、配線内に孔が形成されるにつれて特性インピーダンスが変化することもある。
また、穿孔が線の長さを増やして、マッチされる必要があることを心に留めておいてください。差動配線を用いれば、スルーホールをできるだけ避けなければならない。これを避けることができないならば、スルーホールは信号と戻り経路の遅れを補償するために両方のルートで使われなければなりません。
チップ7：ケーブルと物理的な遮蔽
デジタル回路およびアナログ電流を運ぶケーブルは、寄生コンデンサおよびインダクタを生成することができ、多くのEMC関連の問題を引き起こす。ツイストペアケーブルを使用すると、結合レベルは低く保たれ、結果として生じる磁場がなくなる。高周波信号のために、シールドされたケーブルは、EMI干渉を除去するために正面と背中の両方で接地されなければなりません。
物理的な遮蔽は、システム全体または一部をカバーし、EMIがPCB回路に入るのを防ぐ金属パッケージです。この遮蔽は、閉じた接地導電性容器として作用し、アンテナループの大きさを小さくし、EMIを吸収する。
