精密PCB製造、高周波PCB、高速PCB、標準PCB、多層PCB、およびPCBアセンブリ。
電子で プリント回路基板, 共通インピーダンス干渉は回路の通常動作に大きな影響を及ぼす. PCB回路設計, 特に PCB設計 高周波回路の, 接地線の共通インピーダンスの影響を防止しなければならない. 共通インピーダンス干渉の形態の解析, 電子回路における1点接地の効果について, 特に高周波回路, 共通インピーダンスを防止するための1点接地を用いた場合の留意点. 同時に, それは、PCBボードの配線レイアウトの主要な形態と要件を簡潔に拡張する.
電子回路で, ほとんどの構成要素は、接地線12を介してループを形成する必要がある. ワイヤの設計が合理的かどうかは直接回路の働きに影響を与えない. 接地線の不合理な設計による信号伝送への干渉を最小化する. 電圧, 回路の各点の電流および信号レベルは、基準電圧として接地線によって表される. 回路図を読んで、回路の動作状態を理解するとき, 接地線と接地点は、しばしば電位差がないゼロ電位点と見なされる. 実際の回路作業で, due to the existence of the impedance (resistance, inductance) of the ground wire, ある電位差が生じる. これらの電位差の存在は必然的に回路の動作に影響を及ぼす. イン PCB設計, 接地インピーダンスの影響は注意しなければならない.
1. The form in which the ground wire interferes with the circuit
1.1 Full current common impedance interference
Circuit 1 and circuit 2 form a loop with the power supply through the common ground AB. ラインセグメントABは、抵抗およびインダクタンスの直列ループと等価であり得る, したがって、共通インピーダンス効果を形成する. 運転中, 回路1および2の電流変動は、点Aの電位変化を引き起こす, 1と2の回路は互いに干渉する. 回路2が回路3に出力される場合, 干渉は回路3にも入る, したがって、全電流共通インピーダンス干渉を形成する. 例えば, 長さ10 cm、幅1のプリント線がある.5 cm, 銅箔の厚さは50ミクロンである, ワイヤ抵抗は以下のようになります。.02, それから、Rはおよそ0です.026. 回路1が低周波数で動作するとき, 回路の交流は1 Aである, その後、約0の交流電圧降下.このプリント配線には026 Vが発生し、回路2に作用する. 高周波で, 接地線の共通インピーダンス干渉は、主としてワイヤのインダクタンスに基づく. ワイヤーの長さがその幅よりはるかに大きいとき, ワイヤの自己インダクタンスは0として計算することができる.8マイクロヘンリー/メーター. 同じ10 cmの長線, 通過する動作周波数が30 MHz, このワイヤによって示される誘導リアクタンスはRL＝2. 周波数が増加するとわかる, ワイヤの誘導性リアクタンスは、ワイヤ自体の抵抗より数桁大きい. 小さな高周波電流がワイヤを流れても, 10 mAのような, 高周波電圧0.16 Vは、ワイヤーで生成されます. したがって, 高周波回路, PCBを作るとき, プリント配線は、回路に対するワイヤインダクタンスに起因する損失及び干渉を低減するために、できるだけ短くする必要がある.
1.2 Local current common impedance interference
When the printed board adopts a ring ground wire, 各接地要素は、最寄りの地面に従って接地される. このように, 最終段の交流信号の一部は接地線AD 1を介してループを形成する, そして、AC電圧降下は、ワイヤAD 2に生成される. 前段のトランジスタエミッタとベースは最終段でワイヤBCを共有するので, ワイヤBCには、一般的なインピーダンス干渉がある. この干渉は、局部電流の形で共通接地線に結合される, 局所電流共通インピーダンス干渉の形成. ステージ間で主電流インピーダンス干渉が主に存在する. 局部電流共インピーダンス干渉は、いくつかの、そして、個々の構成要素およびワイヤの貧しい接地によって、生じる他の回路への干渉を意味する.
2. Methods to prevent common impedance interference
All levels are internally grounded. すべてのレベルの内部接地は、ローカル電流共通インピーダンス干渉を防止する主な方法である. これは、このステージのAC信号が、各接地要素を通してこのステージ以外の回路に逃げることを効果的に防止することである, または、他の回路のAC信号は、このステージの各々の接地要素を通して拾われることから. 低周波の有無, 中間周波, またはすべてのレベルで高周波回路, 局所電流の共通インピーダンス干渉を防ぐ, 有効な方法は、1点接地を使用することである. このように, 接地要素を通る交流信号の発散および受信を効果的に防止することができる, 接地が純粋であるように. 実際の回路で, 各レベルで多くの接地要素があります, そして、同時にこれらの要素を貫通穴に通すことは不可能です. 代わりに, このレベルの接地要素は、共通接地線のセクションまたは領域に可能な限り近く配置される.
3. One-point grounding should pay attention to the problem
3.1 Scope of this level grounding element
The scope of the grounding element of this stage refers to the element that is directly connected to the transistor of this stage, または容量結合されている. インダクタンスによって結合された二次成分と成分はこの段階に属しない. 図5 A及び図5 Bに示すように.
3.2 Use grounding branch for one-point grounding
When there are not many components and the volume is not large, ワンポイントの接地レイアウトは扱いやすい多くのコンポーネントとボリュームが大きいとき, 長い接地枝を使用することができます. また、レイアウトの印刷プレートの周りに配置することができます, しかし、他のレベルのコンポーネントは、この地上の枝に接続する必要はありません, 地上枝の遠端は他の接地線に接続してはならない.
3.3 One-point grounding also includes the off-board components of this level
In addition to the on-board components of this stage, ワンポイント接地も、このステージに直接または容量結合されたオフボードコンポーネントを含む. これはしばしば PCB設計, ローカル電流の共通インピーダンス干渉を引き起こす.
3.4 One point grounding of high frequency circuit
The ground wire of high-frequency circuits generally uses a large area to cover the ground, しかし、これは、すべてのレベルで内部コンポーネントの接地が散乱できることを意味しません.
4. On-board layout
The inner wire of the printed board is used to connect the ground between all levels or parts of the circuit. 基板配線のレイアウトは、全てのレベルと部品の間の全電流共通インピーダンスの干渉を防止する.
4.1 Requirements for in-plane wiring layout
When the number of circuits in the board is large, 接地線のレイアウトは以下のようにしなければならない。各部分の接地線は分離しなければならない. 各部分の共通のグランドセグメントを除去または最小化するために, 接地線の引き出し点は合理的でなければならない. 一般的な接地線の共通リード線による各部分の共通インピーダンス干渉を防止するために, 回路のいくつかの部分の接地線は、必要に応じて個別に導出することができる.
4.2 The form of in-plane wiring layout
The general ground inside the board is in the lower right corner of the printed board. 一般的な地面のためのボードのリードアウトポイント, 基板配線のレイアウトによって均一に考慮すべきである. 一般的な地面は、各部分の接地線に可能な限り近く選択されるべきである, そして、一般的な地面は電源の間に地面に導かれるべきです. 線が短い. デジタル回路, 多数のフリップフロップ及びゲート回路は干渉信号に非常に敏感である, 各回路がスイッチング状態にあるとき, あるパルス干渉が生じる, フリップフロップとゲート回路が偽トリガとなる. これは回路動作の安定性に直接影響する, ステージに応じて設計できる, 作業状態または統合ブロックに従って. バスバータイプ：バスバーは、ストライプ状の対称伝送線である. 厚さと幅の増加により, 直流抵抗が減少する, そして、主な理由は、この対称的な伝送方法が単一線伝送より良い低インピーダンス特性を有するということである, 同時に、回路に対する単線伝送の誘導成分の影響を克服する. 大面積カバレッジ接地：高動作周波数と高速スイッチングを持つディジタル回路における, 接地線は細片では分配できない, そして、大面積カバレッジ接地方法を使用すべきである.
接地線の大面積カバレッジは、基板に多数のワイヤがあるときである, 接地による接地の遮断を防止し、接地効果に影響を与える, 両面印刷版を使用, 接地のために使用されるもの. 大面積接地は、各々の接地要素のローカル電流結合によって、生じる一般のインピーダンス干渉を予防するために用いる. したがって, すべてのレベルでのコンポーネントのレイアウトは、可能な限りこのレベルのトランジスタと集積ブロックを中心としなければなりません, コンポーネントはレベル2で集中する必要があります, そして、このレベルでコンポーネントの中心に接地領域を設定する必要があります. インライングラウンドワイヤ. ボードの段数が小さいとき, インライン接地線を使用することができる. すべてのレベルの回路は、順番に配置することができる, そして、各々の回路の接地要素は、地面に近くなければなりません. ボードとグランドのリードアウトポイントは、最終ステージの近くに配置する必要があります.
5. Conclusion
In a word, PCB回路設計, 特に高周波回路, 共通インピーダンス干渉の影響に注意を払わなければならない. 良い接地線設計と合理的なレイアウト構造を介してのみ電子回路が安定して動作することができます. 以上が、PCB回路設計における共通インピーダンス干渉を防止する方法と対策の体系的なまとめである, 参考に プリント回路基板 デザイナー.
