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PCB技術

PCB技術 - PCBボード設計における干渉源抑圧のための共通方法の解析

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PCB技術 - PCBボード設計における干渉源抑圧のための共通方法の解析

PCBボード設計における干渉源抑圧のための共通方法の解析

2021-09-12
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Author:Belle

PCB設計 電子システム, 回り道を避けて時間を節約するために, 我々は完全に考慮し、干渉防止の要件を満たす必要があります, そして、デザインが完了したあと、干渉防止対策を避けてください. 干渉を形成する基本的な要素は三つあります。

(1)干渉源は、干渉成分、装置又は信号を参照し、これは数学的に説明される

dge/dt,di/dtの干渉源は大きい。ライトニング、リレー、サイリスタ、モータ、高周波クロック等は、干渉源となり得る。

フレキシブル回路基板

(2)伝搬経路:干渉源から感応装置への干渉が広がる経路または媒体を指す。典型的な干渉伝搬経路は、空間内のワイヤ及び放射線による導通である。

(3)敏感な装置は、容易に妨げられる物体を参照する。A/D,D/A変換器,MCU,ディジタルIC,弱信号増幅器等の干渉防止設計の基本原理は干渉源を抑制し,干渉伝搬経路を遮断し,高感度素子の干渉防止性能を向上させることである。

1干渉源を抑圧する

干渉源を抑圧するために,干渉源のdu/dtとdi/dtを最小にする。これは、最初の考慮と反干渉設計の重要な原則であり、しばしば半分の努力で結果を2回得ることができます。干渉源のDU/DTを低減するために、干渉源の両端で並列にコンデンサを接続する。干渉源のdi/dtを低減するために、インダクタまたは抵抗器が干渉源回路に直列に接続され、連続ダイオードが追加される。

干渉源を抑圧する一般的な対策は以下の通りである。

(1)コイルを切断したときに発生する逆EMF干渉を除去するために、中継コイルに連続ダイオードを追加する。連続ダイオードのみを追加することにより、リレーの断線時間を短縮し、リレーは、調整されたダイオードを追加した後、単位時間当たりにより多くの時間を動作させることができる。

(2)リレー接点の両端にスパーク抑制回路を接続し(rcシリーズ回路一般には,数k〜数十kの抵抗を通常選択し,0 . 01 ufから容量を選択),スパークの影響を低減する。

(3)モータにフィルタ回路を付加し,コンデンサに注意を払い,インダクタリードをできるだけ短くする。

(4)回路基板上のICは、電源に対するICの影響を低減するために、0.01・1/4〜0.1・1/4 Fの高周波コンデンサと接続する必要がある。高周波コンデンサの配線に注意してください。配線は電源端に近く、できるだけ短くしてください。さもなければ、キャパシタンスの等価直列抵抗が増加し、フィルタリング効果に影響を及ぼす。

(5)配線時に90度折線を避け、高周波ノイズを低減する。

(6)SCR及びRC抑圧回路の両端はSCRによるノイズを低減する(この場合、SCR破壊時にはこのノイズが深刻である)。

干渉の伝搬経路に従って,伝導干渉と放射妨害の2つのタイプに分けることができる。

いわゆる干渉干渉は、ワイヤを介して敏感なデバイスに伝達される干渉を指す。H

周波数帯域では,周波数雑音が有用である。ワイヤにフィルタを付加することで遮断することができ,孤立した光結合器を追加することによっても解決できる。電源ノイズの危険性は、治療に特別な注意を払うために。いわゆる放射妨害は、空間放射線を通して敏感なデバイスに伝搬される干渉を意味する。一般的な解決策は、干渉源と敏感な装置との間の距離を増大させ、それらを接地線によって分離し、敏感な装置上にカバーを追加することである。

2干渉伝搬経路を遮断する一般的な対策は以下の通りである。

1)scmに対する電源の影響を十分に考慮する。電源をよくすれば、回路全体の干渉がほとんど解消される。多くのマイクロコントローラは、電源のノイズに非常に敏感であるので、単一のチップへの電源のノイズの干渉を減らすためにフィルタ回路または電圧レギュレータを電源に加える必要がある。例えば、磁気ビーズやコンデンサを使用して、キンク状のフィルタ回路を形成することができるが、より厳しい条件を必要とすることも、100Ω・・・抵抗に置き換えることができる。

(2)MCUのI/Oポートをモータ等のノイズデバイスを制御する場合には、I/Oポートとノイズ源との間にアイソレーションを付加しなければならない。I/Oポートおよびノイズ源においては、制御モータおよび他のノイズデバイスが分離されなければならない。

3)結晶配線に注目。水晶発振器とMCUピンは可能な限り近く、クロック領域にグランドライン、孤立して固定された水晶発振器のシェル。この対策は多くの困難な問題を解決するだろう。

(4)強い信号と弱い信号,ディジタルおよびアナログ信号のような回路基板の合理的な分配。干渉源(例えばモーターとリレーなど)を敏感な構成要素(マイクロコントローラなど)から遠ざけてください。

(5)接地線は、デジタル領域をアナログ領域から分離する。デジタルグランドとアナロググランドは分離されて、1ポイントで電源グランドに接続しなければなりません。A / DとD / Aチップの配線もこの原理に基づいている。製造者は、A/D及びD/Aチップのピン配置を割り当てる際に、この要件を考慮した。

(6)MCUと高出力素子の接地線を別々に接地し、相互干渉を低減する。可能であるときはいつでも、高出力部品は回路基板のエッジに置かれるべきです。

(7)MCU I/Oポートでは、電源ライン、回路基板接続ライン、および磁気ビーズ、磁気リング、パワーフィルタ、シールドカバーなどの干渉防止部品を使用する他のキーの場所が、回路の干渉防止性能を著しく向上させることができる。

敏感デバイスの干渉防止性能を向上させる

敏感なデバイスの干渉防止性能を改良することは干渉ノイズのピックアップを減らして、できるだけ早く異常状態から回復する方法を意味する。

敏感なデバイスの干渉防止性能を改善する一般的な処置は以下の通りです:

(1)配線時には,ループリングの面積を小さくして誘起雑音を低減する。

(2)配線時には、電源ケーブル及び接地ケーブルはできるだけ厚くすべきである。圧力降下の低減に加えて、カップリングノイズを低減することがより重要である。

(3)MCUのアイドルI/Oポートに対しては、ハングしないようにして、電源に接地したり接続したりする。他のICのアイドル・エンドは接地されるかまたはシステムロジックを変更せずに電源に接続した。

(4)ピン809,impp 706,impn 13,x 25043,x 25045等のシングルチップマイクロコンピュータ用のパワー監視とウォッチドッグ回路の使用は,回路全体の干渉防止性能を大きく改善することができる。

(5)速度が要求を満たすことを前提に,単一チップの水晶振動を低減し,低速ディジタル回路を選択する。

6)icボードは,icシートが少ないほど回路基板上に直接溶接できる。

良好な干渉防止を達成するために、PCB基板を配線の接地部にしばしば見ている。しかし、すべてのハイブリッドデジタルおよびアナログ回路は接地されなければならない。このようなセグメンテーションはノイズの干渉を低減するためである。

理論:デジタル回路の一般的な周波数はアナログ回路の周波数よりも高くなり、接地面によって信号を送る(信号伝送、銅線、銅線はすべての種類の分布キャパシタンスとインダクタンスの間に存在する)。それから、逆流はデジタルおよびアナログ回路の相互クロストークになる。そして、彼らが彼ら自身の中で唯一の還流を形成するように、我々は彼らを切り離します。それらは、同じ物理的なグラウンドであるので、ゼロオーム抵抗器または磁気ビーズによって接続されているだけであり、今、配線はそれらを分離し、接続されるべきである。