PCB技術 - PCB回路基板のリフローと関連計算

純粋に抵抗的な荷重, クロストーク電流はdiに比例する/DT = dv /(T¬10%-90%*R). 公式で, ディ/dt (rate of current change), dV (干渉 source swing) and R (interference source load) all refer to the parameters of the interference source (if it is a capacitive load, ディ/DTはT - TRACE 10と同じです.). 式から分かるように、PCBの低周波信号は、高速信号のクロストークよりも小さい. すなわち、1 kHzの信号は必ずしも低速信号ではない, エッジの状況を総合的に考慮しなければならない. 急なエッジで信号を, 高調波成分が多い, そして、各周波数逓倍点で大きな振幅を有する. したがって, 選択時に注意を払う PCBデバイス. 盲目的に高速スイッチング速度でチップを選択しないでください, どちらがコストを上げるのか, しかし、クロストークとEMC問題も増加させます.

信号の両端に適切なコンデンサがあるので、隣接するパワープレーンまたは他のプレーンは、GNDに対して低反応経路を提供する限り、このプレーンは、この信号の戻り面として使用することができる。通常の用途においては、対応するチップIO電源は、受信および送信のためにしばしば同じであり、一般的に、各電源および接地間には、0.01〜0.1μFのデカップリングコンデンサがあり、これらのコンデンサは、信号の両端にもあるので、パワープレーンのリフロー効果は、接地面に対してのみ2番目である。しかし、リターンフローのために他のパワープレーンを使用する場合、信号の両端の接地への低いリアクタンス経路はしばしばない。このように、隣接するプレーンにおいて、誘導される電流は、最も近い静電容量を見つけて、グランドに復帰する。「最寄りのコンデンサ」がスタートまたは終わりから遠く離れているなら、リターンは完全な戻り経路を形成するために長い距離を旅行しなければなりません、そして、この経路は隣接した信号のためのリターン経路でもあります、そして、この同じリターンフローは道路と一般の地面干渉の影響は同じです。そして、それは信号の間のクロストークに等しいです。

いくつかの避けられないクロス供給部については、キャパシタまたはRC直列接続（例えば10Ωの抵抗ストリング680 pキャパシタ）によって形成されたハイパスフィルタ（例えば10Ωの抵抗ストリング680 pキャパシタ）は、分割の両端に接続され得る。特定の値はシグナルの種類によって異なります。高周波リターンパスを提供するために、また、相互平面間の低周波漏話を分離するために）。これは電力面の間にコンデンサを追加するという問題があるかもしれません。いくつかの仕様がそれを許容しないならば、あなたは分割の2つの面で地面にコンデンサを導くことができます。

リターンフローのために他の飛行機を借りる場合には、リターンパスを提供するために信号の両端にいくつかの小さなコンデンサを接地に追加するのがベストである。しかし、このアプローチは、しばしば達成するのが難しいです。端子近傍の表面空間の大部分はチップの整合抵抗とデカップリングコンデンサで占められる。

帰還雑音は基準面の雑音の主な原因の一つである。したがって，リターン電流の経路と流量範囲を研究する必要がある。

理論的知識 PCBリフローパス。

これは、PCBプリント基板内の回路であり、ワイヤを介して電流がある。通常、我々は、駆動端から受信端まで、表面上の信号を送るのに用いられるワイヤーだけを見ます。実際、電流はループ上でのみ流れ得る。送電線は見ることができます、そして、現在のリターンの経路は通常見えません。彼らは通常、グランドプレーンとパワープレーンによって逆流する。物理回路がないので、ループ経路は推定するのが難しくなり、制御が困難である。

PCB上の各ワイヤおよびそのループは、電流ループを形成する。電磁放射の原理によれば、回路内のワイヤループに突入電流が流れると、空間内の電磁場が発生し、他のワイヤに影響を与える。放射線の影響を減らすためには、放射線の基本的な原理や放射線強度に関連するパラメータを理解する必要がある。

プリント基板上の微分モード放射

これらのループは、小さなアンテナを作動させ、磁場を放射する。小さなループアンテナで発生した放射線を用いてシミュレーションを行った。電流Iと領域Sで小さなループを設定します。自由空間でRの遠方場で測定された電場強度は以下の通りです

E - To - Hellow - Year - Chinese電場( V / m )

Fの残音

s残高

私は経世を見る

- r

アンテナと放射面の角度を測定する

それは自由空間に置かれた小さなループに適しており、表面には反射しない。実際、我々の製品は自由空間の代わりに地上で行われている。放射線はループ電流とループ面積に比例し、電流周波数の二乗に比例する。

プリント基板における戻り電流の経路は電流の周波数と密接に関連している。回路の基本的な知識によれば、DCまたは低周波電流は、常に最小インピーダンス方向に流れるそして、高抵抗の電流は、ある抵抗で少なくとも誘導性リアクタンスの方向に常に流れます。

ビアによって銅板に形成された孔及び溝の影響が考慮されない場合には、低インピーダンス電流の最小インピーダンス、すなわち低周波電流の経路は、接地銅板上のアーク線で構成され、各アークの電流はこのアークの抵抗率に関係する。

PCB銅平面上の高周波電流経路

伝送線路では、最小のインダクタンス、すなわち高周波電流リターンパスを有するリターンパスが信号配線直下の銅クラッド面上にある。このリターンパスは、ループ全体に囲まれた空間領域を最小にし、これにより、信号によって形成されたループアンテナは、スペースに放射される最小の磁界強度（または宇宙放射線を受信する能力）を有する。

比較的長い直線配線では理想的な伝送線路と考えられる。これに流れる信号戻り電流は、信号配線を中心軸とする帯状の領域である。信号配線の中心軸からの距離が長いほど電流密度が小さくなる。

元の信号電流は、ユニットは“A、アンペア”です

信号配線と銅板との距離であり、単位はインチ、インチである

銅平面上の点から信号線までの垂直距離であり、単位はインチ、インチである

この時点での電流密度であり、単位は“A / in、アンペア当たり1インチ”です。

PCB伝送線路リターン電流密度分布

伝送線路の中心を中心とする帯状の領域に流れる戻り電流の割合を示す。

インチを仮定すると、伝送ラインから0.035インチ離れた領域を通って戻ってくる電流は全てのリターン電流の13 %を占め、伝送線路の片側に対する比分布は6.5 %であり、密度は非常に小さい。それで無視できます。

要約

1. 連続するとき, の下の高密度で完全な銅のクラッド面 PCB信号配線, 信号の戻り電流が銅クラッド面へのノイズ干渉は局所的である. したがって, レイアウトと配線のローカライズの原則が続く限り, それで, ディジタル信号線間の距離, デジタルデバイスとアナログ信号ライン, そして、アナログ装置は、ある程度、人工的に拡張される, アナログ回路に対するディジタル信号リターン電流の影響を大幅に低減できる. interference.

（2）高周波過渡電流は、信号トレースに隣接したプレーン（グランドプレーンまたはパワープレーン）を介して駆動端子に戻る。ドライバ信号トレースの端子負荷は、信号トレースと信号トレースに近接して接続される。

PCBプリント基板上の電源配線及び接地線の周囲の面積が大きいほど、放射エネルギーが大きくなる。したがって、リターンパスを制御することによって、周囲の領域を最小にし、放射の度合いを制御することができる。