PCB技術 - PCBボードのEMI対策技術

これPCBボード デザインの初めにはかなりの問題がある, 特に基板内, レイアウト, 配線...

他のすべての部分は注意を必要とします。

プリント配線板のノイズ対策

ほとんどすべての回路はプリント回路基板を使用しており，プリント回路基板のノイズ応答が雑音対策の中心となっていることを意味している。

プリント回路基板の回路は3種類に分けられる。

パワー/アース回路

主信号回路

※インターフェース回路の主信号回路は、実際の回路動作の一部である。主信号回路は、回路の種類及び目的を有し、また、いくつかの単位に分割することもできる。

インターフェース回路は、プリント基板と外部信号との間の交換（インターフェース）を行う回路である。インターフェイス回路はノイズ対策の位置にある。プリント基板のノイズが基板に侵入するのを防止する2つの機能と、ボードの外部に放射されるボードに影響を与える内部ノイズ。電源／グランド（接地）回路の主な機能は、信号回路およびインターフェース回路の電源を提供することであり、接地線は不平衡回路の戻り線の機能を有する。

本来、電源と地球は安定した電位を維持しなければならないが、実際には、電源とアースの両方が共通のインピーダンス（インピーダンス）を持っているので、ノイズ対策の非常に困難な部分である。

騒音対策の立場から, のレイアウト PCB基板 回路の種類と目的に応じて分類する必要がある,これにより、ノイズ対策の配置（レイアウト）をプリント基板上に配置することができる.

原理的には、高ノイズハザード回路及び低雑音イミュニティ回路は、別々の回路基板上で最良に構成されているが、実際には、コスト及び回路サイズに基づいて、2つの回路が混合されることは、全く一般的である。上述したように、高ノイズハザード回路及び低雑音抵抗回路は、できるだけ個別に構成する必要がある。特に、信号線は、長距離巻線配線を避けるために大きなノイズを有する。配線の危険性は、低ノイズ回路をできるだけ回避することである。並列または密な配線を使用すると、クロストークがより大きなリスクをもたらす。

配線の巻取方は部品の構成に依存し、部品の構成は上記配線原理を実現する上で重要な課題となる。

マザーボードがサブストレート間のデータトランザクションを実行するときに、バストラフィックは通常利用できる。デジタル回路は、マザーボードの端部のインターフェース回路を通過する。他の基板とのインタフェース（インタフェース）に加えて、デジタルインターフェースはまた、外部世界との他のインタフェース操作を実行することができる。

アナログ回路は外部アナログ信号と交換可能である。アナログ回路ユニットは、アナログ回路からデジタルインターフェースへのノイズ干渉を回避するために、A／D変換器を有する。したがって、A／D変換器の設置は、デジタルインターフェースから遠く離れていなければならない。アナログ回路の電源はデジタル回路の電源から完全に分離しなければならないが、アナログ回路の電源電圧がデジタル回路の電源電圧と同じであれば、回路以外のアナログ回路のノイズは非常に低く、アナログ回路は電源を供給するためにデジタル回路の一部を使用することができる。この場合、フィルタ装置は

ディジタル回路の雑音除去

地球に関しては、デジタルとアナログの単位をポイントに接続し、次に、デジタルおよびアナログ接続のパターン（パターン）を使用して、複数のインピーダンスを有するように不規則に設計し、このインピーダンスを使用して、デジタルおよびアナログユニットを分離することができる。

プリント配線板の配線バイパスコンデンサ（バイパスコンデンサ）は、通常、基板の入口に設置される。

これらの目的を強化するために、いくつかの回路は、LCフィルタ（図3）を形成するために使用されるインダクタおよびバイパスコンデンサも挿入する。インダクタがDCと重なると、DC成分の影響によりインダクタンス値が大きく低下する。また、電源のインダクタンスは大きな直流電流を発生するので、適切なインダクタンスを選択する必要がある。一般に、電源基板の入口をインダクタにセットし、図4に示すトロイダルインダクタの大部分を使用する。バイパスコンデンサは2段構成であり、バイパスコンデンサが広い周波数範囲をサポートするためには、低周波数をサポートすることができるコンデンサと高周波数をサポートするコンデンサを別々に使用しなければならない。

基板の入口に設けられたコンデンサは低周波であり、その容量は基板内を流れる電流値に依存するが、一般には数10〜1／4／cm程度のアルミニウムコンデンサが用いられる。多数の0.01 . 1／4 fセラミックコンデンサを主に使用してic近くの高周波バイパスコンデンサを設定した。理想的には、各ICの近くにバイパスコンデンサを挿入するのがベストであり、小さな電流ICを2〜3に設定することができる。

第2バイパスコンデンサもICの近傍に設定される。ICから遠ざかると、インダクタンスの影響によりバイパスコンデンサの影響が弱くなる。

充填モードは非常に効果的です。多層基板のパワー及びグランド（グランド）は、ほとんどベータパターンで設計される。主な理由は、βパターンのインピーダンスが線形パターンのインピーダンスより低いことである。ベータパターンは、信号線を遮蔽（遮蔽）する機能も有する。これは、ノイズ対策に多層基板を使用することを意味する。非常に効果的。

信号線を設計する際の第1の課題は、信号線の長さを短くすることである。基板の配線の大部分は不平衡である。このとき、回路は信号線（すなわち接地線）を含む信号再入力ラインを考慮しなければならない。信号線と接地線からなる回路は大面積ループ（ループ）にならないようにする必要がある。

また、クロストーク等の配慮に基づいて、低雑音信号線や高被害者信号線の設計、および並列構成を避ける必要がある。2つの信号の間の接地線が避けられないとき、線（アース線）は避けられません。

高インピーダンス部の耐ノイズ性は低インピーダンスではないので、抵抗高さの配線は最短距離を使用するように設計しなければならない。信号線のインピーダンスはthのインピーダンス特性となる。高インピーダンス成分がドライバとレシーバの間に挿入されると、高インピーダンス成分とレシーバとの間の配線が高インピーダンスとなる。このとき、高インピーダンス成分の配線長および配線長を小さくする必要がある。配線長。低インピーダンス部分。

従来、基板は一般的な基板サイズでは接続の周波数が信号の周波数よりも大きく（パターンは20 cm、周波数は250 MHz程度）主に接続問題が生じなかった。加えて、ICの選択は、信号の周波数に依存する。ICの低い動作周波数は、それ自身の信号周波数を超えることができない。すなわち、IC自体はフィルタ効果を有しており、高周波接続があっても問題は生じない。

しかし近年、信号の周波数は連続的に更新されており、基板の内部信号は接続の周波数に非常に近づき、より深刻な接続問題を引き起こしている。高周波ノイズ（ノイズ）は、信号ラインで伝播するだけでなく、信号線を通して放射するので、あなたは受信端でフィルタを設置する必要があるだけであり、接続のフィルタリングの効果は非常に限られています。基本的な対策は接続を完全に除去することである。

信号周波数が高い場合は、信号の立ち上がりを遅らせることにより、信号自体が鈍くなる。もう一つの方法は、接続をキャンセルするために受信端を正すようにすることです、しかし、受信端の電流はまだ流れます、そして、それは省エネルギーと他の考慮に基づいて、電力を消費します。ドライバの終端の設計方法を取る。受信端にフィルタを挿入すれば、受信端で接続を解除することができるが、オンライン信号との接続を省くことができない。

PCB工場 PCBの実用的なEMIノイズ対策技術のマスター