PCBブログ - 高速回路基板のグランドバウンスについて

高速回路のグランドバウンス PCBボード. 図に示すように、完全な信号ループである, U 1はドライバですU 2は受信機であるL 1, L 3は、コンポーネントUI信号出力ピンおよび接地ピンのパッケージインダクタンスであるL 2, L 4は、コンポーネントU 2信号出力ピン及び接地ピン220のパッケージインダクタンスである. 信号経路の基準面がデバイスUIの「グラウンド」である場合を考える, U 2, そして、コンポーネントの信号と接地ピンは近接していない.

電磁気学の基本法則によれば、ループを通過する電流があるときには、信号経路と戻り経路の両方に磁気コイルが発生し、その経路における電流によって生成された磁気コイル（自己磁気コイル）である。それは周囲の他の電流路で発生する磁気コイル（相互磁気コイル）の2つの部分から構成される。すなわち、信号電流が流れる導体はインダクタンスを有し、その全インダクタンスは自己インダクタンスと相互インダクタンスの2つの部分からなる。2つの経路の電流方向は逆であり、磁気コイルの方向も反対であるので、経路の全インダクタンスは自己インダクタンスと相互インダクタンスの差である。信号経路の自己インダクタンスがLaである場合戻り経路の自己インダクタンスはLBであるつの相互インダクタンスはラボですその後、信号経路と戻り経路のトータルインダクタンスは以下の通りです。

ループ内の電流が変化すると、誘導電圧は全てのインダクタにわたって発生する。リターンパスに発生する電圧はグランドバウンス（グランドバウンス）である。接地バウンス電圧は電流変化の速度に依存する。大きさは

グラウンドバウンスは、リターンパス上の2点間の電圧です, ループ内の電流を急速に変化させることによって生じる. 地面弾みは、運転終わりにほとんど影響を及ぼしません, 主にレセプションに影響する, 受信信号に重畳されたノイズと等価である. 複数の出力ゲートスイッチング状態が同時にある場合, 地面バウンスノイズが数倍に増加します, それで, 同期スイッチングノイズ. 接地バウンス電圧を低減する2つの方法しかない:
1) ループ電流の変動を最小にする。これは、エッジ変化率を減少させ、リターンパスを共有する信号経路の数を制限することを意味する;
2) 戻り経路のインダクタンスをできるだけ小さくする. リターンパスインダクタンスの低減は、リターンパスの自己インダクタンスを減少させ、信号経路とリターンパスとの間の相互インダクタンスを増加させる. 自己インダクタンスを減少させることは、リターンパスをできるだけ緩やかにすることを意味する相互インダクタンス手段を増加させることは、リターンおよび信号経路をできるだけ近いものにする.

ここでいくつかの具体的な措置です:
1) 電源および接地基準面をレイアウトするために多層基板を使用して、電源または接地ピンのインダクタンスおよびインピーダンスを確実にするために、プレーン上のコンポーネントの電源ピンおよび接地ピンを直接はんだ付けする;
2) 低いスイッチング速度でコンポーネントを使用するようにしてください;
3)コンポーネントに対して、包装中に接地ピンを追加することができる, 電力ステージのために追加の電源ピンを割り当てることができる, そして、接地参照ピンは、入力回路のために割り当てられることが可能である
4 )チェックポイント入力メソッドを使う;
5)ソケットと巻線ボードの使用を避ける;
6) デカップリングコンデンサをできるだけ近くに部品の接地ピンに配置する。

グラウンドバウンスは、ロジックコンポーネントによって生成されるノイズの源です. 信号と電圧スイッチングのより速い、より速いエッジ率のために, グラウンドバウンスは、時々深刻な問題になることができます PCBボード.

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