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PCBニュース

PCBニュース - PCB設計の基礎を知っていますか

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PCB設計の基礎を知っていますか

2021-10-21
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Author:Kavie

適切な接地の設計とインストールに加えて、様々な信号の接地を正しく処理する必要があります。制御システムには以下のような接地線がある。

(1)直流グランド:直流電源のグランド。

(2)交流グランド:交流電源の接地線であり、通常はノイズ発生グラウンドである。

アナロググラウンド:アナログ信号のゼロ電位である。

(4)デジタルグラウンド:各種スイッチ(デジタル)信号のゼロ電位である論理グランドとも呼ばれる。

(5)信号グランド:通常はセンサのグラウンドである。

(6)シールドグラウンド:静電誘導及び磁界誘導を防止するように設計されたシャシーグラウンドとも呼ばれる。

上記の接地線処理は,システム設計,設置,デバッグにおいて重要な課題である。ここでは、接地問題についていくつかの意見を述べます。

(1)交流グラウンドと信号グランドは共用できない。電源接地線のセクションの2つの点の間にいくつかのMVまたはいくつかのV電圧があるので、これは低レベル信号回路のための非常に重要な干渉であるので、それは孤立して、予防されなければならない。

2)アナロググランド。アナロググランドの接続はとても重要です。コモンモード干渉に対する耐性を向上させるためには、フローティング技術をアナログ信号に用いることができる。特定のアナログ信号の接地処理は、操作マニュアルの要件に厳密に従って設計されなければならない。

(3)制御系にワンポイント接地を採用する。一般に、高周波回路は近接して複数の接地点に接地され、低周波回路は1点で接地される。低周波回路では、配線と部品間のインダクタンスが大きな問題ではない。しかし、接地によって形成されるループの干渉は大きな影響を与える。したがって、接地点として1点がしばしば用いられる。しかし、接地線のインダクタンスが高い場合には、接地線インピーダンスが大きくなり、接地線間に誘導結合が生じるので、高周波には1点接地が適していない。一般的に、周波数が1 MHz未満である場合、1ポイント接地を使用することができる10 MHz以上の場合、多点接地を使用することができる1〜10 MHzの間に、1点接地または複数接地を使用することができる。

4)浮遊・接地の比較。マシン全体がフロート、すなわち、システムのすべての部分が地面に浮かんでいる。この方法は簡単であるが,システム全体と接地間の絶縁抵抗は50 m−5以下ではない。この方法はある程度の干渉防止能力を持っているが、一旦絶縁が低下すると、干渉が生じる。別の方法は、シャーシを接地し、残りをフロートすることです。この方法は、強力な干渉防止能力を持ち、安全で信頼性があるが、実装するのがより複雑である。

5)シールドグラウンド。制御系では,信号中の容量結合雑音を低減し,正確に検出し制御するためには,信号を遮蔽する必要がある。シールドの目的によりシールドグランド接続方法が異なる。電界遮蔽は、分布静電容量の問題を解決して、一般にアースに接続している電磁界遮蔽は主にレーダやラジオ局などの高周波電磁界放射妨害を回避する。これは、高導電率の低抵抗金属材料で作られ、地球に接続することができます。磁場シールドは、磁石、モータ、変圧器、コイルなどの磁気誘導を防ぐために使用される。遮蔽方法は、高透磁率材料で磁気回路を閉じることであり、一般に地球に接続するのがより良い。信号回路が1点で接地されている場合には、低周波ケーブルのシールド層も1点で接地する必要がある。つ以上の場所がケーブルの遮蔽レイヤーにある場合、ノイズ電流は生成される。回路が接地された信号源をシステム内の接地増幅器に接続したとき、入力端のシールドは、増幅器の共通端に接続されるべきである逆に、接地信号源がシステム内の非接地増幅器に接続されている場合、増幅器の入力は信号源の共通端子に接続されるべきである。

電気系統の接地のためには、接地の要件および目的に応じて分類する必要がある。接地の種類は、単純に、任意に接続することはできません。その代わりに、それはいくつかの独立した接地サブシステムに分けられなければなりません。または接地トランクは、両端に一緒に合計接地を実装するために接続されています。

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