PCBニュース - PCB設計地上干渉対策

PCB設計 地上干渉対策

1. グラウンドループ干渉のメカニズムからグラウンドループ対策を知ることができる, グランドループの電流が減少する限り, 接地ループ干渉を低減することができる. グランドループ内の電流を完全に除去することができる, 接地ループ干渉の問題は完全に解決できる. したがって, 接地ループ干渉に対する以下の解決策を提案する.
エー. 一端の回路が浮いているならば、一端に装置を浮かせます, グランドループは切断される, したがって、接地ループ電流を除去することができる. しかし、注意を払う必要がある2つの問題があります. 一つは安全上の理由から, 回路はしばしば浮くことができない. この時に, インダクタを介してデバイスを接地することを考える. このように, 50 Hz交流電流装置用, 接地インピーダンスは非常に小さい, そして、より高い周波数干渉信号のために, 機器接地インピーダンスは大きい, これはグランドループ電流を減少させる. しかし、そうすることは、高周波干渉のグランドループ干渉を減らすことができるだけである. もう一つの問題は、デバイスが浮いているけれども, デバイスとグラウンドとの間には依然として寄生容量がある. このキャパシタンスは、より高い周波数で低いインピーダンスを提供する, したがって、高周波グランドループ電流を効果的に減少させることはできない.
B. 装置間の接続を実現するために変圧器を使用する. 2つの装置を接続して接地ループ電流を遮断するために磁気回路を使用する. しかし、一次変圧器と二次変圧器との間の寄生容量は、依然として高周波接地ループ電流の経路を提供できる, したがって、変圧器分離方法は、高周波接地ループ電流に対する抑制効果が低い. 変圧器の高周波分離効果を改善する一つの方法は、変圧器の一次側と二次側との間に遮蔽層を設けることである. しかし、絶縁トランスの遮蔽層の接地端は、受信回路の一端になければならないことに留意されたい. Otherwise, だけでなく、高周波分離効果を向上させることはできません, しかし、高周波結合をより深刻にするかもしれません. したがって, トランスは信号受信装置の側に設置されるべきである. よく保護された変圧器は、1 MHz.
C. 接地ループを切るために光アイソレータを使用すると、信号伝送を達成するために光を使用することである. これはグランドループ干渉の問題を解決する最も理想的な方法であると言える. 光接続のための2つの方法がある, 一つは光カプラ装置である, 他は光ファイバとの接続である. 光カプラの寄生容量は一般に2 pFである, これは非常に高い周波数で良好な分離を提供できる. 光ファイバはほとんど寄生容量, しかし、設置に関してオプトカプラー装置に劣る, メンテナンス, コスト.
ディー. コモンモードチョークの使用. 接続ケーブル上のコモンモードチョークを使用することはグランドループのインピーダンスを増加することと等価である, 一定の電圧の下で, 接地ループ電流は減少する. しかし、コモンモードチョークの寄生容量を制御するために注意を払う, さもなければ、高周波干渉の隔離効果は非常に貧しい. コモンモードチョークのより多くのターン, 寄生容量を大きくし、高周波分離の効果を悪化させる.

2. 共通インピーダンス結合の除去

共通インピーダンス結合を除去する2つの方法がある。一つは共通接地線のインピーダンスを減少させることであり、共通接地線の電圧も低下し、共通インピーダンス結合を制御する。別の方法は、適切な接地を介して互いに干渉し易い回路の共通接地を回避することである。一般に、高電流回路と弱電流回路の共通接地、およびデジタル回路とアナログ回路の共通接地を避ける必要がある。前述したように、接地線のインピーダンスを低減するというコア問題は、接地線のインダクタンスを小さくすることである。これは、接地導体としてフラット導体を使用し、接地線として遠く離れた複数の平行導体を使用することを含む。プリント回路基板に対して、二層基板上に接地線グリッドを敷設することにより、接地線インピーダンスを効果的に低減することができる。多層基板では、グランドワイヤの特殊層はインピーダンスが小さいが、回路基板のコストが高くなる。適切な接地方法による共通インピーダンスを回避する接地方法は、図4に示すように、並列単一点接地である。並列接地の欠点は接地線が多すぎることである。したがって、実際には、全ての回路が1点接地と並列に接続される必要はない。相互干渉が少ない回路では、直列に1点接地を用いることができる。例えば、強い信号、弱信号、アナログ信号、デジタル信号等によって分類することができ、同様の回路内で単一点接地を使用し、異なるタイプの回路に対して並列に1点接地を行うことができる。

上記は PCB設計 ground interference countermeasures. IPCBも提供されて PCBメーカー and PCB製造 テクノロジー.