PCB技術 - PCB電磁問題を避ける7つのチップス

ヒント1 :

EMIを減らす重要な方法は、PCB接地面を設計することである。第1のステップは、PCB回路基板の全面積において接地面積をできるだけ大きくすることで、発光、クロストーク、ノイズを低減することができる。各コンポーネントをグランドポイントまたはグランドプレーンに接続するときには、特別な注意が必要です。これが行われなければ、信頼性の高い接地面の中和効果は十分に利用されない。

特に複雑な PCB設計 安定電圧. 理想的に, 各基準電圧は、それ自身の対応する接地面を有する. しかし, 地面層があまりに多いならば, それは、PCBの製造コストを増加させ、価格を高すぎる. 妥協は、3つから5つの異なる位置に接地面を使用することです, そして、各々のグランドプレーンは、複数のグランド部分を含むことができます. これは回路基板の製造コストを制御するだけではない, しかし、EMIとEMC.

信号が地面に戻るまでの時間も非常に重要です。信号源に対する信号の時間は等しくなければならず、そうでなければアンテナのような現象を生じ、放射エネルギーをEMIの一部とする。同様に、信号源への電流を伝送するトレースは、できるだけ短くなければならない。ソース・パスおよびリターン・パスの長さが等しくない場合、アース・バウンスは発生する。そして、それはEMIを生成する。

2チップ目

EMIの違いにより, 良いEMC設計規則は、アナログとデジタル回路を切り離すことになっています. アナログ回路のアンペアは、より高いか、電流がより高い, したがって、高速配線またはスイッチング信号から遠く離れていなければならない. できれば, グラウンド信号を使用して保護する. で 多層PCB, アナログトレースは、1つのグランドプレーンでルーティングされるべきです, スイッチトレースや高速トレースは別のグランドプレーンにする必要があります. したがって, 異なる特性の信号は分離される.

ディジタル回路設計において，経験豊富なpcbレイアウトと設計技術者は高速信号とクロックに特に注意を払う。高速では、信号及びクロックは、可能な限り短く、接地面に隣接しなければならない。前述したように、接地面は、制御可能な範囲内でクロストーク、ノイズ及び放射線を保つことができる。

デジタル信号はパワープレーンから遠く離れていなければならない。距離が非常に近くならば、それは雑音または誘導を生じる。そして、それによって、シグナルを弱める。

ヒント3 :

配線は、電流の正常な流れを確実にするために特に重要である。電流が発振器または他の同様のデバイスから来ている場合、電流をグランドプレーンから分離しておくか、または電流を別のトレースに並列に走らせるようにしないことが特に重要である。つの並列高速信号は、EMCとEMI、特にクロストークを生成する。抵抗経路は最短でなければならず、戻り電流経路はできるだけ短くなければならない。戻りパストレースの長さは、送信トレースの長さと同じにする必要があります。

EMIに関しては、一つは「侵害配線」と呼ばれ、もう一つは「被害者配線」である。インダクタンスおよびキャパシタンスの結合は、電磁場の存在による「犠牲にされた」トレースに影響を及ぼす。そして、それによって、「犠牲にされたトレース」上の順方向電流および逆電流を生成する。この場合、信号の伝送長と受信長がほぼ等しい安定した環境でリップルが発生する。

新しい材料と新しい部品の連続出現に伴い，pcb設計者は電磁両立性と干渉問題に対処しなければならない。

4チップ目

減結合コンデンサはクロストークの悪影響を低減することができる。それらは、低いACインピーダンスを確実にして、ノイズおよびクロストークを減らすためにデバイスの電源ピンおよび接地ピンの間に位置しなければならない。広い周波数範囲で低インピーダンスを達成するためには、複数のデカップリングコンデンサを使用する必要がある。

ヒント5 :

EMIを減少させるためには、90度の角度をなす配線、ビア、その他の部品を避けて、直角に放射する。このコーナーでは、キャパシタンスが増加し、特性インピーダンスも変化し、反射とEMIが生じる。90°の角度角を避けるためには、少なくとも2つの45°の角度角で、トレースをコーナーにルーティングする必要がある。

ヒント6 :

ほとんどすべてで PCBレイアウトs, ビアは異なる層間の導電性接続を提供するために使用されなければならない. PCBレイアウト VIAがインダクタンスとキャパシタンスを発生するので、技術者は特に注意する必要がある. 場合によっては, 彼らはまた、反射を生成します, 特性インピーダンスがビアがトレースにおいて、なされるときに、変わる.

ヒント7 :

デジタル回路およびアナログ電流を運ぶケーブルは、寄生容量およびインダクタンスを生成し、多くのEMC関連の問題を引き起こす。ツイストペアケーブルを使用すると、結合レベルは低く保たれ、生成された磁界は除去される。高周波信号については、シールドケーブルを使用しなければならず、ケーブルの前面と背面はEMI干渉を除去するために接地されなければならない。