PCB技術 - 実用的なPCB配線ガイドライン

高整合回路基板は、非常に注意する必要があります PCBレイアウト. 少しの不注意は、電磁的互換性と干渉問題を引き起こすかもしれません. 実際に配線ガイドラインを紹介します.

Printed circuit board (PCB) wiring plays a key role in high-speed circuits, しかし、それはしばしば回路設計プロセスの最後のいくつかのステップの1つです. 高速の問題が多い PCB配線, そして、多くの文学がこの話題に書かれました. 本稿では、高速回路の配線について、実用的な観点から考察する. 主な目的は、新しいユーザーが高速回路を設計するときに考慮する必要がある多くの異なる問題に注意を払うのを助けることです PCBレイアウトs. もう一つの目的は、触れていない顧客のためのレビュー資料を提供することです PCB配線 しばらく. 限られたレイアウトのため, この記事はすべての問題を詳細に論じられない, しかし、我々は、回路性能を向上させる最大の効果を持っている重要な部分を議論する, 短縮設計時間, 修正時刻の保存.

これは主として高速演算増幅器に関連する回路であるが、ここで説明した問題点及び方法は、他の大部分の高速アナログ回路で使用される配線に一般に適用できる。演算増幅器が非常に高い無線周波数（RF）周波数帯域で動作するとき、回路の性能はPCBレイアウトに大きく依存する。「図面」でよく見える高性能回路設計は、それが配線の不注意と不注意の影響を受けるならば、通常のパフォーマンスを得るだけです。事前に考慮し、全体の配線プロセス中に重要な詳細に注意して期待される回路性能を確保するのに役立ちます。

概略図

良い回路は良い配線を保証できないが、良い配線は良い回路図から始まる。回路図を描くときは慎重に考えてください。そうすれば、回路全体の信号の流れを考慮しなければなりません。回路図の左から右への正常で安定したシグナルフローがあるならば、PCBに等しく良い信号フローがあるべきです。できるだけ多くの有用な情報を回路図に与える。時々回路設計エンジニアがそこにいないので、顧客は回路問題を解決するのを手伝うよう頼みます、デザイナー、技術者とエンジニアはこの仕事に従事します、我々を含む非常に感謝します。

一般的な参照識別子、消費電力、およびエラー許容度に加えて、他の情報は、回路図で何を与えられるべきですか？ここでは、通常の回路図を第一のクラスに変換するためのいくつかの提案です。波形、ケーシングについての機械的情報、印刷ラインの長さ、空白領域を追加しますどのコンポーネントをPCBに配置する必要があるかを示します調整情報、コンポーネントの値範囲、放熱情報、制御インピーダンスの印刷ライン、コメント、および簡単な回路のアクションの説明を与える。など。

誰も信じないで

配線を自分で設計していない場合は、必ず配線の人をチェックしてください。この時点で、小さな予防策は100倍の価値がある。配線の人があなたの考えを理解することを期待しないでください。あなたの意見とガイダンスは、配線設計プロセスの初期段階で最も重要です。あなたが提供することができるより多くの情報、そして、あなたが全体の配線プロセスに介入するほど、結果として生じるPCBはよりよいでしょう。配線設計工務店の仮完了点を設定してください。この「クローズドループ」方式は、配線が起伏しないようにすることができ、それによって再加工の可能性を最小限にすることができる。

配線エンジニアに与えられる必要のある命令は、回路機能の簡単な説明、入出力の場所を示すPCBの回路図である。PCBスタッキング情報（例えば、ボードがどれくらい厚いか、どのように多くの層があるか、各々の信号層および接地面機能電力消費、接地線、アナログ信号、デジタル信号およびRF信号）の詳細情報；どの層に対してどの信号が必要か重要なコンポーネントの配置が必要ですバイパスコンポーネントの正確な位置；どの印刷ラインが重要ですどの線がインピーダンス印刷ラインを制御する必要があるかどの行が長さにマッチする必要がありますコンポーネントのサイズ印刷された線は互いに遠く離れている必要があるどの線が互いに遠く離れている必要がありますどのコンポーネントが互いに遠く離れている必要がありますどのコンポーネントをPCBの上部に配置する必要があります。あまりにも他の人にあまりにも多くの情報があると不平を言うことはありませんか？無理ですか。いけない。

学習経験：約10年前に、ボードの両側にコンポーネントがある多層表面実装回路基板を設計しました。非常に厳しい防振指標があるので、金メッキのアルミニウムシェルで板を修理するために、多くのネジを使ってください。バイアスフィードスルーをボードに通過させるピン。このピンは、ワイヤをはんだ付けすることによってPCBに接続される。これは非常に複雑な装置です。ボード上のいくつかのコンポーネントがテスト設定（SAT）に使用されます。しかし、私は明確にこれらのコンポーネントの位置を定義している。これらのコンポーネントがインストールされている場所を推測できますか？ところで、板の下で。製品エンジニアと技術者が装置全体を分解し、設定を完了した後、それらを再構築しなければならなかったとき、彼らは非常に不幸だった。私はその時からまた間違いをしていない。

ロケーション

PCBのように、場所はすべてです。PCBに回路を置き、特定の回路部品を設置する場所と、他の隣接する回路とをどのように配置するかは、非常に重要である。

通常、入力、出力、および電源の位置は決まっています、しかし、それらの間の回路は「彼ら自身の創造性を再生する必要があります。」これは、配線の詳細に注意を払う理由は巨大な報酬をもたらす。キーコンポーネントの場所を開始し、特定の回路と全体のPCBを考慮します。最初からキーコンポーネントと信号経路の位置を指定することは、デザインが予想された仕事ゴールに会うのを確実にするのを助けます。最初の時間を右の設計を取得するコストと圧力を削減し、開発サイクルを短縮することができます。

バイパスパワー

雑音を低減するために、増幅器の電源側の電源をバイパスすることは、図1の非常に重要な局面である PCB設計 高速演算増幅器または他の高速回路を含むプロセス. 高速演算増幅器をバイパスするための2つの一般的な構成方法がある.

電源端子を接地する方法：この方法は、多くの場合、演算増幅器の電源ピンを直接接地するために複数の並列コンデンサを使用して最も効果的である。一般的に言えば、2つの並列コンデンサは十分であるが、並列キャパシタを追加することによって、いくつかの回路に利益をもたらすことがある。

異なるキャパシタンス値を有するコンデンサの並列接続は、低周波数帯域にわたって低インピーダンス（AC）インピーダンスだけが電源ピン上で見られることを保証するのに役立つ。これは、特に、演算増幅器電源拒絶比（PSR）の減衰周波数において重要である。このコンデンサは、増幅器の低減PSRを補償するのに役立つ。多くの10オクターブの範囲で低インピーダンスのグランドパスを維持することは、有害なノイズがオペアンプに入ることができないことを保証するのに役立ちます。図1は、複数のキャパシタを並列に使用する利点を示す。低周波数では、大きなキャパシタは低インピーダンスの接地経路を提供する。しかし、一旦周波数がそれら自身の共振周波数に達すると、コンデンサの静電容量は弱くなり、徐々に誘導性となる。これは、1つのコンデンサの周波数応答が低下し始めるときに、複数のコンデンサを使用することが重要である理由である。