PCB技術 - 回路基板の耐干渉設計をどのように行いますか。

回路基板の耐干渉設計原則の概要：

1.電源コードの設計

（1）適切な電源を選択する、

（2）電源ケーブルをできるだけ広くする、

（3）電源ラインの方向、ベースラインとデータ伝送方向が一致することを確保する、

（4）干渉防止アセンブリを使用する、

（5）電源入口にデカップリングコンデンサ（10〜100 uf）を追加する。

2.接地線設計

（1）アナログ的とデジタル的に分離されている、

（2）できるだけ単点接地を採用する、

（3）アース線をできるだけ広くする。

（4）安定した接地基準源に敏感回路を接続する、

（5）PCBボードのパーティション設計、高帯域幅ノイズ回路と低周波回路を分離する、

（6）接地回路の面積をできるだけ減らす（すべての設備が接地された後、すべての設備が電源接地に戻って形成された経路を「接地回路」と呼ぶ）。

3.コンポーネント構成

（1）平行信号線が長すぎないこと。

（2）PCBクロック発生器、水晶発振器及びcpuのクロック入力端子ができるだけ近くにあり、同時に他の低周波デバイスから離れていることを確保する。

（3）コンポーネントはコアコンポーネントの周りに配置し、リード線の長さはできるだけ短くしなければならない。

（4）PCBボードのパーティションレイアウト

（5）シャーシ内のPCBボードの位置と方向を考慮する。

（6）高周波素子間のリード線を短くする。

4.デカップリングコンデンサの構成

（1）集積回路10個に1個の充放電コンデンサを追加する（10 uf）、

（2）低周波用のリードコンデンサ、高周波用のチップコンデンサ、

（3）集積チップごとに0.1 ufのセラミックコンデンサを搭載すること。

（4）ノイズ耐性が弱く、電源オフ時の電力変化が大きい設備は高周波デカップリングコンデンサを追加すること；

（5）コンデンサ間で貫通孔を共有しない、

（6）デカップリングコンデンサのリードは長すぎてはならない。

5.騒音と電磁干渉を低減する原則

（1）90°折れ線ではなくできるだけ45°折れ線を使用する（高周波信号の外部送信と結合をできるだけ減らすため）、

（2）直列抵抗を用いて回路信号エッジのホッピング率を下げる、

（3）水晶発振器のハウジングが接地されていること、

（4）使用しない回路から離れないこと。

（5）時計がIO線に垂直な時、干渉が小さかった、

（6）できるだけ全天候の起電力をゼロにする。

（7）IO駆動回路はできるだけPCBのエッジに近い、

（8）いかなる信号もループを形成してはならない、

（9）高周波板に対して、コンデンサの分布インダクタンスは無視できず、インダクタンスの分布容量も無視できない、

（10）通常、電源ケーブルとACケーブルはできるだけ信号ケーブルとは異なるボード上に配置する必要があります。

6.その他の設計原則

（1）CMOSの未使用ピンは接地または抵抗器を介して電力を供給すること、

（2）RC回路を用いてリレー及び他の原本の放電電流を吸収する、

（3）バス上で約10 kのプルアップ抵抗を増加することは干渉防止に役立つ、

（4）フルデコードの使用はより良い耐干渉性を有する、

（5）これらのコンポーネントは、10 kのピンレス抵抗器を介して電源に接続されている。

（6）バスはできるだけ短く、できるだけ同じ長さを維持しなければならない。

（7）2層間の配線はできるだけ垂直にしなければならない。

（8）加熱素子を有する感知素子の使用を避ける、

（9）表面は水平配線、裏面は垂直配線である。スペースが許す限り、配線は太ければ太いほど良い（アース線と電源線のみ）、

（10）できるだけ正面から配線し、裏面をアース線として使用するために、良いアース線を持っていること。

（11）フィルタの入出力、光結合の入出力、交流電源線、弱信号線など、十分な距離を保つ。

（12）長線加算ローパスフィルタ。トレースはできるだけ短く、採用しなければならない長いラインはC、RCまたはLCローパスフィルタの合理的な位置に挿入しなければならない。

（13）アース以外に細線を使用できる場合は、太線を使用しない。

7.電源ケーブル

電源ケーブルはできるだけ短く、直線的にして、環状ではなく樹形にしたほうがいい。

8.レイアウト

まず、PCBサイズを考えます。PCBサイズが大きすぎると、プリント配線が長くなり、インピーダンスが増加し、ノイズ耐性が低下し、コストが増加します。PCBサイズが小さすぎると放熱効果が悪く、隣接する回線が干渉しやすい。

PCBサイズを確定したら、特殊部品の位置を確定します。最後に、回路の機能ユニットに基づいて、回路のすべてのコンポーネントをレイアウトします。

特殊部品の位置を決定する際には、次の原則に従う必要があります。

（1）高周波素子間の配線をできるだけ短くし、それらの分布パラメータと相互電磁干渉をできるだけ小さくする。干渉しやすいコンポーネントは近づきすぎず、入力コンポーネントと出力コンポーネントはできるだけ離れてください。

（2）一部の部品または電線の間には高電位差が存在する可能性があり、放電による予期せぬ短絡を避けるために、それらの間の距離を増やすべきである。高圧部品はできるだけ調整中に手で触れにくい場所に配置すべきである。

（3）重量が15 gを超えるアセンブリはブラケットで固定し、溶接しなければならない。それらの体積が大きく、重量が重く、大量の熱を発生するコンポーネントはプリント配線板に取り付けられてはならず、機械全体のシャーシ基板に取り付けられ、放熱の問題を考慮しなければならない。熱素子は加熱素子から離れなければならない。

（4）ポテンショメータ、可変インダクタ、可変コンデンサ、マイクロスイッチなどの可変コンポーネントのレイアウトについては、機械全体の構造要求を考慮しなければならない。機械内部で調整を行う場合は、調整が容易なプリント基板上に置く必要があります。マシンの外部で調整する場合は、シャーシパネルの調整つまみの位置に合わせて位置を調整してください。

（5）プリント基板の位置決め穴と固定ブラケットが占める位置を残しておくこと。

9.配線。

配線原理は次のとおりです。

（1）入出力端子用の電線は、隣接して平行にならないようにする。フィードバック結合を回避するために、電線間にアース線を追加することが望ましい。

（2）プリント配線の最小幅は、主に、配線と絶縁基板との間の接着強度及びそれらを流れる電流値によって決定される。銅箔の厚さが0.05 mm、幅が1 ~ 15 mmの場合、2 Aの電流により温度が3°Cを上回ることはないので、1.5 mmの線幅は要求を満たすことができる。

集積回路、特にデジタル回路では、通常0.02 ~ 0.3 mmの線幅が選択される。もちろん、できるだけ長く、できるだけ広いケーブル、特に電源ケーブルと接地ケーブルを使用します。電線の最小間隔は主に電線間の最悪絶縁抵抗と破壊電圧によって決定される。集積回路、特にデジタル回路では、プロセスが許可される限り、間隔は5 ~ 8 mmに小さくてもよい。

（3）印刷導体の角部は通常円弧状であり、直角または角度は高周波回路における電気性能に影響を与える。また、大面積銅箔の使用はできるだけ避けてください。そうしないと、銅箔は長時間加熱すると膨張して脱落します。大面積銅箔が必要な場合は、メッシュ形状を使用することが好ましい。これにより、銅箔と基材との間の接着剤加熱による揮発性ガスの除去に寄与する。

10.マット

パッドの中心孔はデバイスリードの直径よりやや大きい。パッドが大きすぎると、仮溶接が形成されやすくなります。パッドの外径Dは通常（D＋1.2）mm以上であり、ここでDはリード直径である。高密度デジタル回路の場合、パッドの最小直径は（d＋1.0）mmとすることができる。

11.PCBと回路の干渉対策

プリント基板の耐干渉設計は具体的な回路と密接な関係がある。ここでは、PCBの耐干渉設計に関するいくつかの一般的な措置についてのみ説明した。

12.電源コード設計

プリント配線板の電流の大きさに応じて、回路抵抗を下げるために電源線の幅をできるだけ大きくします。同時に、電源線とアース線の方向をデータ伝送の方向と一致させることで、ノイズ耐性の向上に役立ちます。

13.デカップリングコンデンサ構成

PCB設計の従来の方法の1つは、プリント基板の各重要部分に適切なデカップリングキャパシタを配置することである。