PCBニュース - 電子設計のための接地技術

PCBリヤアウト設計の接地技術

PCBレイアウト設計において、最も頻繁に遭遇する技術は、回路基板の接地であり、最も一般的な単一のアナログ回路のループ接地、純粋なデジタル回路のループ接地からアナログ回路とデジタル回路の混合接地まで、これらの接地方法のすべてを示しています。電子設計の発展 あなたが設計する製品は、他の要件を持っている場合、例えば、EMCテストの後、PCBボードの信号周波数は比較的高い（信号の立ち上がり時間は10nsまたはそれ以下である）、その後考慮する必要がある接地技術は、この時間の要素を満たす必要があります。そこで、今日は、これらの要素で接地技術を分析し、説明します。

回路 基板の接地技術を分析する前に、まず理由を理解しなければならない。接地技術は、回路の安定性を向上させる要因の一つである。回路設計では、さまざまな接地技術によってループを減らすことが、その手法の1つである。ここでは、接地ループの影響を低減するために採用されている技術について簡単に説明する。

A.回路接続にオプトカプラ技術を使用する

回路の設計では、前の回路の影響から後の回路を完全に保護するために、オプトカプラ絶縁技術が一般的に使用される方法の1つです：

この設計では、送信回路が受信回路に与える影響を低減することができます。この設計では、送信回路が受信回路に与える影響を減らすことができます。オプトカプラを導入することで、グランドループが回路に与える影響を大幅に減らすことができます。

B.絶縁トランス技術による回路接続

この方式では、送信回路と受信回路を絶縁する1：1トランスを使用する。受信回路のグランドループが大幅に減少します。

C.コモンモードチョークコイルを使用

受信回路と送信回路をコモンモードチョークコイルで接続することで、受信回路のループを大幅に低減し、同時に受信回路のEMC検出を技術的にサポートします。

D.平衡回路技術を使用

この方式では、送信回路は通常、多点並列電源で、各モジュール回路を並列に等価し、最終的に各並列モジュールは並列に一点接地に接続される。平衡回路では、各モジュールの電流の流れが互いに影響しないため、システムの安定性が向上する。

グラウンドループを減らす方法を紹介した後、今度は様々なグラウンドを減らす接地方法を紹介する。

1.フローティング技術

電子設計において、一般的に使用される方法にフローティング・グラウンド技術がある。この方法では、回路基板のシグナル・グラウンドと外部のパブリック・グラウンドが接続されないため、回路の良好な絶縁が確保される。回路は外部アースシステムから良好に絶縁され、外部アースシステムの干渉の影響を受けにくい。しかし、静電気は回路上に蓄積しやすく、静電干渉を引き起こし、危険な電圧を発生させる可能性がある。

小型低速（<1MHz）機器は、フローティング・グラウンド（または金属シェルへのワーキンググラウンドの一点接続）、および金属シェルのグラウンドへの一点接続を使用することができます。

2.直列一点接地

この種の接地方法は、会社のダニエルが推奨する接地方法である。シンプルであるため、回路基板の設計にそれほど注意を払う必要がなく、より多く使用されるだろう。しかし、この種の回路は共通インピーダンス結合を起こしやすく、各回路モジュールが互いに影響し合う。

3.平行一点接地

この接地方法は、直列一点接地の共通インピーダンス結合の問題を取り除くが、実際の使用では、接地線が多すぎて迷惑になる。回路 基板の面積が許せば並列モードを使用し、各回路モジュール間の接続が単純であれば直列モードを使用する。一般的にダウンロード基板には、パワーモジュール、アナログ回路モジュール、デジタル回路モジュール、保護回路モジュールがある。この場合、私は並列1点接地方式を採用している。

4.多点接地

多点接地技術は、日常設計でより多く使用され、マルチモジュールPCB設計でより多く使用されます。この接地方法は、高周波干渉の問題を効果的に低減することができるが、グランドループの設計上の問題が発生しやすい。小型高速（10MHz以上）機器の作業用接地は、金属筐体で多点接地し、接地点間の距離は最高動作周波数の波長の1/20以下とし、金属筐体は1点で接地接続する。

つまり、電子回路の設計において最も重要なポイントは、回路のループ面積を小さくすることであり、これは電子設計の安定性を向上させ、電子システムのEMC設計を改善する上で重要な役割を果たす。実際の設計においては、上記のような様々な技術を総合的に評価し、柔軟に活用することで、システムの安定性を向上させるという目的を達成することができます。