PCBニュース - プリント回路基板の電磁両立性

電磁両立性 <強い>プリント基板(PCB) development technology
Electromagnetic compatibility (EMC, Electromagnetic Compatibility) refers to the ability of electronic equipment to work in a coordinated and effective manner in various electromagnetic environments. 電磁両立性設計の目的は、電子機器があらゆる種類の外部干渉を抑制できるようにすることである, 電子機器が特定の電磁環境で正常に動作できるように, そして、同時に電子機器自体の他の電子機器への電磁妨害を減らすこと. 電磁波両立性 PCB設計 多くの要因. 主に3つの部分から説明する, そして、特定の選択は様々な要因を統合する必要があります.

A The overall layout of the printed circuit board and device layout

1. 製品の成功は内部品質と全体的美学に依存する. 両方が完璧であるときだけ、製品は成功すると考えられることができます;PCB基板上, コンポーネントのレイアウト要件はバランスが保たれていなければならない. 密集した, 重いまたは重いトップでない, できるだけ少ないバイアで回路基板の最良の形状は長方形である. アスペクト比は3 : 2または4 : 3です。4層ボードは、両面ボードより20 dB低いノイズを持っています. 6層ボードは、4層ボードよりも10 dB低いノイズを持っています. 経済状況が許容されるとき多層基板を使用するようにしてください.

2. The circuit board is generally divided into analog circuit area (for fear of interference), digital circuit area (for fear of interference and interference), and power drive area (interference source), したがって、ボードは合理的に3つの領域に分割されるべきです.

3. 一般に, 低消費電力と安定性の良いデバイスを選択, そして、できるだけ速く装置を使用してください.

4. 行は絶妙です：広い行は可能であれば薄いことはありません高電圧と高周波線は丸くて滑りやすい, 鋭い面取りなしで, コーナーは直角ではない. 接地線はできるだけ広くなければならない, そして、銅の大きな面積を使用するのがベストです, 接地点の問題を大きく改善できる.

5. 外部クロックは高周波ノイズの源である. アプリケーションシステムへの干渉を引き起こす, 外界への干渉も引き起こす, 電磁両立性試験の標準化に失敗. 高いシステム信頼性を必要とするアプリケーションシステム, 低周波マイクロコントローラの選択はシステム雑音を低減するための原理の一つである. 8051マイクロコントローラを例として, 最短命令サイクルは1である? 時, 外部クロックは12 MHz. そして、同じ速度のモトローラMCUシステム・クロックは、4 MHz, 工業管理システムに適したもの. 近年, 8051互換のマイクロコントローラを製造するいくつかのメーカーも、外部クロックの需要を1に減らすためにいくつかの新しい技術を採用しました/コンピューティング速度を犠牲にすることなくオリジナルの3. モトローラマイクロコントローラは、新しい68 HC 08シリーズとその16を導入しました /32ビット単一チップマイクロコンピュータは、一般に、外部クロック周波数を32 kHzまで低減するために、内部位相ロックループ技術を使用する, 内部バス速度が8 MHzまたはそれ以上に増加する間.

6. 配線は合理的な方向を持たなければならない/出力, 交流/直流, strong/弱信号, 高周波/低周波, 高電圧/低電圧, etc..., their directions should be linear (or separated), そして、それらは相互に違いない. ブレンド. その目的は相互干渉を防ぐことである. 最良の方向は直線である, しかし、それは一般的に達成するのは簡単ではない, そして、最も望ましくない方向は円です. DC用, 小信号, 低電圧 PCB設計 要件は低くすることができます. だから「妥当」は相対的です. 上下層の間のルーティング方向は基本的に垂直です. ボード全体が均一になりたくない, だから一緒に圧迫しないでください.

7. デバイスレイアウトに関して他の論理回路と同様に, 相互に関連するデバイスは、より良いアンチノイズ効果が得られるように、できるだけ近くに配置されるべきである. クロック発生器, 水晶発振器, そして、CPUのクロック入力はすべてノイズになりやすい. 二人は仲が良い, 特に水晶発振器の下で信号線を走らない. それは非常に重要である, 低電流回路, そして、高電流回路は、できるだけ論理回路から遠ざかるべきである. できれば, 別々の回路基板を作らなければなりません.

B Ground wire technology SkE safety and electromagnetic compatibility network

1. アナログ回路およびデジタル回路は、コンポーネント・レイアウトの設計および配線方法の多くの類似性および相違を有する. アナログ回路で, 増幅器の存在のために, 配線によって生成される非常に小さなノイズ電圧は、出力信号の重大な歪みを引き起こす. デジタル回路, TTLノイズ許容値は0です.4 V～0.6 V, そして、CMOSノイズ耐性は0である.Vccの3. - 0.45回, したがって、デジタル回路は強い干渉防止能力を有する. 良い電源とグランドバスモードの合理的な選択は、楽器の信頼性の高い操作のための重要な保証です. かなり多くの干渉源は、電源およびグランドバス12を通じて生成される, そして、接地線は、最大の雑音干渉を引き起こす.

2. Separate the digital ground from the analog ground (or ground it at one point), 接地線を広げる. 接地線の幅は、電流によって決定されるべきである. 一般的に言えば, the thicker the better (the 100mil wire passes approximately 1 to 2A current). Ground wire>power wire>signal wire is a reasonable choice of line width.

3. 電力線と接地線はできるだけ近いはずである, そして、配電盤全体の電源およびグランドは、配電線電流を平衡させるために、「ウェル」形状に分配されなければならない.

4. 線間のクロストークを低減するために, 必要なら, 印刷ライン間の距離を増やす, と行の間の分離としていくつかのゼロボルト線を挿入する. 特に入出力信号間, デカップリングの三つの技術, フィルタリング and isolation

1. デカップリング, filtering, そして、隔離はハードウェア干渉のための3つの一般的に使用される処置です.

2. 10〜100 uFの電解コンデンサを接続して接続します. できれば, 100 UF以上に接続するほうがよい原則的に, 各々の集積回路チップは、0を備えなければならない.セラミックコンデンサ, プリント回路基板のギャップが十分でないならば, 1〜10 pFごとに4〜8チップごとに配置することができますが、コンデンサ；弱くなったとき、弱い雑音耐性と大きな力変化をもつ装置のために, RAMおよびROM記憶装置のような, the decoupling capacitor should be directly connected between the power line and the ground line of the chip;

3. フィルタリングは、周波数特性に従って様々な信号の分類を示し、その方向を制御する. 一般的に使用される様々なローパスフィルタ, ハイパスフィルター, バンドパスフィルタ. 低域フィルタは、接続されたAC電力線に使用され、50週間のAC電力がスムーズに通過し、他の高周波ノイズを接地に導く. ローパスフィルタの構成指数は挿入損失である. 選択されたローパスフィルタの挿入損失が低すぎる場合, それは騒音を抑制しない, そして、あまりに高い挿入損失は「漏出」を引き起こして、システムの個人的な安全に影響を及ぼします. 高域通過帯域フィルタと帯域通過フィルタを選択し、システム100の信号処理要件に従って使用する.

4. 典型的な信号分離は、光電分離である. 単一チップマイクロコンピュータの入出力を分離するための光電分離素子の使用, 一方で, 干渉信号がシングルチップマイクロコンピュータシステムに入らないようにする, それに対して, シングルチップマイクロコンピュータシステム自体のノイズは、伝導によって広げられない. 遮蔽は、宇宙放射線を隔離するのに用いられる, 高い音の部分, スイッチング電源など, 金属製の箱で覆われている, これは、単一チップシステムにノイズ源の干渉を低減することができる. 特に干渉を恐れているアナログ回路のために, 高感度弱信号増幅回路, 彼らはシールドできる. 重要なことは、金属シールド自体が本当のSKS安全性と電磁両立性ネットワークに接続しなければならないということです.

The above is the introduction of electromagnetic compatibility in printed circuit board (PCB) development technology. IPCBも提供されて PCBメーカー とPCB製造技術.