PCBニュース - シングルチップマイコン制御ボードのPCB設計原理

デザインの最も基本的なプロセス PCB回路基板 回路設計図の3つに分けられる, ネットリストの生成, and プリント基板設計. それは基板や配線上のデバイスのレイアウトは関係なく, etc., 特定の要件がある.

例えば, 入出力配線は干渉を避けるためにできるだけ避けるべきである. つの信号線の並列ルーティングは、接地線24によって分離されなければならない, そして、2つの隣接した層の配線は、可能な限り、互いに垂直でなければならない. 寄生結合は並列に起こる. 電力線及び接地線は、互いに直交するように、2層に分離されなければならない. 線幅に関して, 広い接地線は、デジタル回路PCBのためのループとして使用することができる, which constitutes a ground network (analog circuits cannot be used in this way), 銅の大きな面積を使用する. 下, 原寧の編集者.COMは、原則といくつかの詳細を説明する必要があります PCB設計 シングルチップマイコン制御ボードの.

（1）部品配置による部品配置は、互いに関連する部品をできるだけ近くに配置すること。例えば、クロック発生器、水晶発振器、およびCPUのクロック入力はすべてノイズになりやすいので、それらはより近くに置かれなければならない。ノイズ、低電流回路、高電流回路切替回路等が発生しやすいデバイスについては、シングルチップマイクロコンピュータの論理制御回路および記憶回路（ROM、RAM）からできるだけ遠ざけておく。できれば回路にすることができる。ボード、これは反干渉を助長し、回路作業の信頼性を向上させる。

デカップリングコンデンサは、ROM、RAMおよび他のチップのような主要なコンポーネントの隣にデカップリングコンデンサをインストールしようとする。実際、プリント回路基板トレース、ピン接続および配線などは、大きなインダクタンス効果を含むことができる。大きなインダクタンスは、VCCトレース上で厳しいスイッチングノイズスパイクを引き起こすことがある。Vccトレース上のスイッチングノイズスパイクを防止する唯一の方法は、VCCとパワーグラウンドとの間に0.1 UF電子デカップリングコンデンサを配置することである。表面実装部品が回路基板上で使用される場合、チップコンデンサは、部品に対して直接使用され、Vccピン上に固定され得る。このタイプのコンデンサは、低静電容量（ESL）および高周波インピーダンスを有するので、セラミックコンデンサを使用するのが最も好ましい。そして、この種のコンデンサの誘電安定性の温度および時間も非常によい。タンタルコンデンサを使用しないようにしてください。なぜなら、それらのインピーダンスは高周波数でより高いからである。

デカップリングコンデンサを配置する場合、次の点に注意してください。

100 ufの電解コンデンサをプリント回路基板の電源入力端に接続します。ボリュームが許すならば、より大きな静電容量はよりよいです。

原則として、0.01μFセラミックコンデンサは、各集積回路チップの隣に配置する必要がある。回路基板のギャップが小さすぎるためには、10チップごとに1 - 10のタンタルコンデンサを配置することができます。

非干渉性が弱く、かつ、オフになったときの大きな電流変化やRAMやROMなどの記憶素子の場合、電源線（Vcc）と接地線との間にデカップリングコンデンサを接続する必要がある。キャパシタのリード線は長すぎることはなく、特に高周波バイパスコンデンサはリード線を有しない。

（3）シングルチップマイクロコンピュータ制御システムにおけるグラウンド配線設計においては、システムグランド、シールドグラウンド、ロジックグランド、アナロググランド等の接地線の種類が多い。接地線と接地点を設計する場合、以下のような問題点を考慮する必要がある。

論理グランドとアナロググラウンドは別々に有線で、一緒に使用することができません。それぞれの接地線を対応する電源接地線に接続する。設計時には、アナログ接地線をできるだけ厚くし、端子の接地面積をできるだけ大きくする。一般的に言えば、オプトカプラーを介してマイクロコントローラ回路からの入力および出力アナログ信号を分離するのが最もよい。

論理回路のプリント基板を設計する場合、接地線は閉ループループを形成し、回路の干渉防止能力を向上させる。

接地線はできるだけ厚くなければならない。接地線が非常に薄い場合、接地線の抵抗が大きくなり、電流変化に伴って接地電位が変化し、信号レベルが不安定になり、回路の干渉防止能力が低下する。配線スペースができれば、主接地線の幅が少なくとも2〜3 mmであることを保証し、部品ピン上の接地線は約1.5 mmとする。

接地点の選択に注意を払う。回路基板上の信号周波数が1 MHzよりも低い場合には、配線と部品との間の電磁誘導がほとんど影響を与えず、接地回路によって形成される循環電流が干渉に大きく影響するので、接地点を用いてループを形成しないようにする必要がある。回路基板上の信号周波数が10 MHzを超えると、PCBレイアウト設計の明らかなインダクタンス効果により、接地線インピーダンスが非常に大きくなり、接地回路によって形成される循環電流はもはや大きな問題とならない。したがって、接地点インピーダンスをできるだけ少なくするためには、多地点接地を用いる必要がある。

（4）他の電源ラインのレイアウトでは、電流の大きさに応じてトレース幅をできるだけ厚くすることに加えて、PCBレイアウト設計において、電源線と接地線の配線方向をデータ線の配線方向と一致させる必要がある。PCBレイアウト設計で動作します。最後に、トレースがない回路基板の底を覆うために、接地線を使用してください。これらの方法はすべて、回路の干渉防止能力を高めるのに役立つ。

データ線の幅は、インピーダンスを減らすためにできるだけ広くなければならない。データ線の幅は少なくとも0.3 mm（12 mil）以上であり、0.46〜0.5 mm（18ミル〜20ミル）であれば理想的である。

回路基板のバイアホールが約10 pFの静電容量効果をもたらすので, このことは、 高周波PCB回路, だからPCBレイアウト設計で, ビアホールの数はできるだけ少なくするべきです. さらに, あまりにも多くのビアが回路基板の機械的強度も低下させる.