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PCB技術

PCB技術 - PCB電磁両立性問題の解決策

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PCB技術 - PCB電磁両立性問題の解決策

PCB電磁両立性問題の解決策

2021-10-14
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Author:Downs

PCB電磁 干渉

PCB干渉の2つの主要なタイプがある。つは、PCBの内部から来ます。それは、主に隣接する回路間の寄生結合および内部コンポーネントのフィールド結合のために伝送路に沿ってシグナルのクロストークに起因する。例えば、PCB上のコンデンサ、特に高周波用途で使用されるもの。コンデンサが実際に回路に働くとき、それは一般的に等価インダクタンスとインピーダンスを作り出すので、LCR回路として考えることができます。コンデンサは自己共振周波数を有する。自己共振周波数では、コンデンサは容量性である。自己共振周波数より上では、キャパシタンスは誘導性であり、周波数が高くなるにつれてインピーダンスが増加する。

もう一つのタイプの電磁干渉は、PCBの外側から来ます。放射線は主に時計や他の周期信号の高調波源から生じる。また、第二高調波を発生させる電圧及び電力の跳躍による電子機器又は器具も存在する。

以下の点から主にPCB電磁干渉を避ける。

PCBボード

合理的設計図図

回路基板を設計するとき、最初にすることは回路図の設計です。デザイン概略図は、Altium Designerソフトウェアによって一般的に操作され、使用されるすべてのコンポーネントは、回路図ライブラリでフィルタリングできます。回路図ライブラリで選択するコンポーネントがない場合は、それを自分で描画できます。模式図を描画した後、描画処理に誤りがあるかどうかを自動検出する必要がある。

回路図を完成した後、プリント基板を設計することができる。自動ルーティングの結果は常に満足していない。プリント基板を設計する場合,電磁両立性は重要な技術的要件と考えられている。プリント回路基板における部品および回路の合理的なレイアウトは、効果的に電磁干渉問題を減らすことができる。

2 .等価インダクタンスと抵抗が比較的小さいコンデンサを選ぶ

また、クロストークの問題も注目すべきである。クロストークは、1つのワイヤから別のエネルギーへのエネルギーの結合である。ファラデー電磁誘導の現象により、ワイヤが電流を流すと、ワイヤの周囲に磁界が発生する。異なるワイヤの磁場の相互作用はクロストークを生じる。相互インダクタンスはクロストークを生じるメカニズムの1つであり、その大きさはワイヤの電流に比例する。

3 .周期的な信号をできるだけ小さくする

相互キャパシタンスは、電界を介して2つの電極の結合によって生じるクロストークを生じる別のメカニズムである。解決策は、可能な限り小さな領域に周期信号を制限し、外部の世界との寄生結合の経路を遮断することである。必要に応じて、フィルタを使用してフィルタリングすることができます外部感度は主に無線周波数干渉と静電気放電などであり,この問題を解決するために,シールド,良好な接地,フィルタリング法を用いることができる。

プリント回路基板設計時の干渉防止方法

1) Selection of PCBボード 材料. プリント回路基板は片面に分割される, 両面多層板. 基板として最も一般的に用いられるエポキシガラス布. この材料は以下の利点を有する, これは、ループ面積を減らすのに有益である, reduce differential mode 干渉, 低吸水率, 耐熱性, 化学耐食性, 耐衝撃性.

2)pcb配線。配線時に最小磁束の原理に従う。最小磁束の原理は、伝送線路と戻り経路で発生する磁力線が互いに打ち消し合い、磁束の相殺を実現することを意味する。単一パネルはグランドプレーンを持たず、その配線の主なポイントはパワーループと信号ループのループ面積を減少させることである。配線用保護接地を使用。電源線または信号線に近い接地線を引き出して、ループ領域を減らすために、それをまとめてください。高速信号ルーティングはまっすぐであるか、または鈍くなければなりません、そして、急性または直角のないはずです。

3)pcbレイアウト。一般に、PCB設計ソフトウェアは自動レイアウトの機能を持っていますが、この機能は実際の仕事の必要を満たさないので、デザイナーはレイアウト規則に精通している必要があります。レイアウトでは、デジタル回路部とアナログ回路部とを分離し、空間の一部を残しておく。レイアウトは、高速、中速、低速、およびI/O回路によって分割され、他の部分の高速回路の干渉を低減する。

結論として

プリント回路基板の設計は複雑な工程である. 設計時に考慮すべき多くの要因がある. 少しの不注意は、回路基板のパフォーマンスに大きな影響を与えるでしょう. デザインプロセスで, 電磁両立性問題が完全に考慮されないならば, 設計された回路基板は通常使用されない. したがって, に PCB設計, 配線, レイアウト, 接地, 遮蔽及びその他の問題を十分に考慮すべきである, そして、信号間のクロストークを考慮に入れるべきである.