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PCB技術

PCB技術 - PCB回路基板製品内のEMC設計技術

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PCB技術 - PCB回路基板製品内のEMC設計技術

PCB回路基板製品内のEMC設計技術

2021-10-28
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Author:Downs

事前にsエント, 電子機器Is sまでsエドでs 電子機器 sYsTEMs 印刷して <エー hrエf="エー_hrエf_0" targエt="_blank">回路基板s as メインAssエンブル法. 練習するs たとえ回路があっても sケミカルsIGI Is 正しい印刷 c私rcu私t board 私s 正しくないsイグン, それはs電子機器の信頼性. 例えば, つの細い平行線ならばs PCBボード上のCLOs一緒に, それはsエの遅延 sIGNL波形, とリフレクションsEは、TRANの端部に形成されるs美ssイオンライン. したがって, ときにs印刷する c私rcu私t board, ケア s金型は正しい方法を採用するために取られる.

1. PCB設計 Ground w私再 デs電子機器のIGN, 接地Is an 私mportant mエthod to control 干渉

接地と遮蔽を適切に結合し使用することができれば、干渉問題の大部分を解決することができる。電子機器の接地構造は,システムグランド,シャーシグラウンド(シールドグラウンド),ディジタルグラウンド(論理グランド),アナロググラウンドを含む。接地線設計には以下の点が注目される。

1点を正しく選択する

低周波回路では、信号の動作周波数が1 MHz以下であり、その配線と素子間のインダクタンスはほとんど影響を与えず、接地回路によって形成される循環電流は干渉に大きく影響するので、1点接地を採用する必要がある。信号動作周波数が10 MHzを超えると、接地線インピーダンスが非常に大きくなる。このとき、接地線インピーダンスをできるだけ小さくし、最寄の複数点を接地に用いる。1周波数の1/2〜10 MHzでは、1点接地を採用すれば、接地線の長さは波長の1/20を超えてはならない。

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アナログ回路から分離するディジタル回路

回路基板上には高速論理回路と線形回路がある。それらをできるだけ分離し、2つの接地線を混合してはならず、電源端子の接地線に接続する必要がある。リニア回路の接地面積をできるだけ大きくする。

3 .接地線をできるだけ厚くする

接地線が非常に薄い場合、電流変化によって接地電位が変化し、電子デバイスのタイミング信号レベルが不安定になり、アンチノイズ性能が劣化する。したがって、接地線はプリント配線板に許容電流を流すことができるようにできるだけ厚くする必要がある。できれば、接地線の幅を3 mmより大きくする。

接地線を閉ループにする

デジタル回路のみで構成されるプリント配線板の接地線系を設計する場合、接地線を閉ループにすることにより、耐ノイズ性を大幅に向上させることができる。その理由は、プリント配線板上に集積回路部品が多く、特に多くの電力を消費する部品が存在する場合には、グランド配線の厚さの制限によりグランド接合部に大きな電位差が発生し、アース構造がループ状に形成されると、耐ノイズ性が低下するためである。電位差を低減し,電子機器の耐雑音性を向上させる。

二つのPCB設計電磁両立性設計

電磁的適合性は、様々な電磁環境において電子機器が協調的かつ効果的に動作する能力を意味する。電磁両立性設計の目的は、電子機器があらゆる種類の外部干渉を抑制することを可能にすることであり、電子機器は特定の電磁環境で正常に動作することができ、同時に電子機器自体の他の電子機器への電磁干渉を低減することができる。

1 .合理的な線幅の選択

プリント配線上の過渡電流による衝撃干渉は主にプリント配線のインダクタンスに起因するため、プリント配線のインダクタンスを最小にする必要がある。プリント配線のインダクタンスは、その長さに比例し、その幅に反比例するので、短くて正確なワイヤは干渉を抑制するのに有益である。クロックリード、ロウドライバまたはバスドライバの信号線は、大きな過渡電流をしばしばもたらし、プリント配線はできるだけ短くする必要がある。個別部品の回路については、印刷ワイヤ幅が約1.5 mmであるとき、それは完全に要件を満たすことができる集積回路では、印刷ワイヤ幅を0.2〜1.0 mmの間で選択することができる。

2 .正しい配線戦略を採用

The use of equal routing 缶 reduce thワイヤー inductance, しかし、相互インダクタンスとdisワイヤ間の容量s インクリメントse. レイアウト許可s, IT Is ビーsTトゥユーsEグリッドs有線配線 sトラック. The special method Is 片付ける sPCBのIDEと水平方向の sIDE垂直, そしてメタライズされた穴と接続するs croでss ホールs. ために suppress CROsstalk ビーtweエン the PCBボード配線, ロングダイs等しい配線 sハウビー avoided when des配線のイグニング.

3枚の回路基板設計減結合コンデンサ構成

直流電源ループでは、負荷の変化により電源ノイズが発生する。例えば、デジタル回路において、回路が1つの状態から別の状態へ変化するとき、大きなスパイク電流が電力線上に生成され、過渡的なノイズ電圧が形成される。デカップリングコンデンサの構成は、負荷変動によって発生するノイズを抑制することができ、これはプリント回路基板の信頼性設計における一般的な実施である。構成原理は以下の通りである。

電源入力端子間には、10個の1/2〜100μFの電解コンデンサが接続されている。プリント回路基板の位置が許容されるならば、100 UFより上に電解コンデンサを使用することの干渉防止効果はよりよいでしょう。

それぞれの集積回路チップ用の0.01μFセラミックコンデンサを構成する。プリント基板スペースが小さく、設置できない場合には、1〜10μFのタンタル電解コンデンサを4〜10チップ毎に構成することができる。この素子の高周波インピーダンスは特に小さく、インピーダンスは500 KHz〜20 MHzの範囲で1 KHz以下である。漏れ電流は非常に小さい(0 . 5 ua以下)。

また、ターンオフ時にノイズ特性が弱く、電流変化が大きいデバイスや、ROMやラム等の記憶装置に対しては、チップの電源線(Vcc)とグランド(GND)との間にデカップリングコンデンサを直接接続する必要がある。

デカップリングコンデンサのリード線は、特に高周波バイパスコンデンサが長すぎることができない。

プリント基板のサイズとデバイスレイアウト

PCBサイズは適度であるべきです。PCBのサイズが大きすぎると、プリントラインが長くなり、インピーダンスが増加し、アンチノイズ能力が低下するだけでなく、コストも高くなるデバイスレイアウトに関しては、他の論理回路と同様に、互いに関連するデバイスをできるだけ近くに配置し、より良いアンチノイズ効果を得ることができる。クロック発生器、水晶発振器、およびCPUクロック入力端子はすべてノイズになりやすいので、それらは互いに接近しなければならない。ノイズの多いデバイス、低電流回路、および高電流回路は、できるだけ論理回路から遠ざかる必要があることは非常に重要である。可能であれば、別々の回路基板を作るべきである。

回路基板の設計と放熱設計

熱伝導性の観点から、PCBボードは直立設置され、基板と基板との間の距離は2 cm未満ではならず、PCBボード上の部品の配置は特定の規則に従うべきである。

自由対流空気冷却を使用する装置に対しては、集積回路(または他のデバイス)を垂直方向に配置するのがベストである強制空冷を使用する機器では、水平方向の行に集積回路(または他のデバイス)を配置するのがベストである。

同じPCBボード上のデバイスは、発熱量および熱放散度に応じて可能な限り配置されるべきである。冷却空気流中には、発熱量の少ないデバイス(例えば、小さな信号トランジスタ、小型集積回路、電解コンデンサ等)が必要である。最上流(入口)、冷却空気流の最下流には、熱・耐熱性(パワートランジスタ、大規模集積回路等)の大きな素子が配置されている。

水平方向において、高パワーデバイスは、熱伝導経路を短くするためにPCBボードのエッジに可能な限り近く配置される垂直方向には、他のデバイスの温度にこれらのデバイスの影響を低減するために、高出力デバイスがPCBボードの頂部に可能な限り近く配置される。

温度が敏感なデバイスは、最も低い温度領域(装置の底のような)に最も置かれる。加熱装置の上に直接置かないでください。水平面に複数のデバイスを停滞させるのがベストです。

装置内のPCB基板の放熱は主に空気の流れに依存しているので、設計時に空気流路を検討し、装置やプリント基板を合理的に構成する必要がある。空気が流れると、常に低抵抗の場所で流れやすい傾向にあるので、プリント回路基板上のデバイスを構成するとき、あるエリアに大きな空域を残すのを避ける。