PCB技術 - シングルチップ制御PCB基板の設計方法

デザインの最も基本的なプロセス 回路 基板 回路設計図の3つに分けられる, ネットリストの生成, 印刷 回路基板 デザイン. それは基板や配線上のデバイスのレイアウトは関係なく, etc., 特定の要件がある.

例えば、入出力配線は、干渉を避けるためにできるだけ避けるべきである。つの信号線の並列ルーティングは、接地線によって分離されなければならず、2つの隣接する層の配線は、できるだけ垂直にすべきである。寄生結合は並列に起こりやすい。電源配線と接地線は、互いに直交するように2層に分けて分離する。線幅に関しては、デジタル回路PCBのためのループ、すなわちグランドネットワーク（アナログ回路はこのように使用することはできない）として広い接地線を使用することができ、銅の大きな面積が使用される。

以下の記事では、原則といくつかの詳細について説明します PCB設計 マイコンコントローラボードの.

コンポーネントレイアウト

構成要素の配置に関しては、互いに関連する部品をできるだけ近くに配置しなければならない。例えば、クロック発生器、水晶発振器、およびCPUのクロック入力はすべてノイズになりやすいので、それらはより近くに置かれなければならない。ノイズ、低電流回路、高電流回路切替回路等が発生しやすいデバイスについては、シングルチップマイクロコンピュータの論理制御回路および記憶回路（ROM、ラム）からできるだけ遠ざけておく。できれば回路にすることができる。ボード、これは反干渉を助長し、回路作業の信頼性を向上させる。

デカップリングコンデンサ

ROM、RAM、および他のチップのような主要なコンポーネントの隣に、デカップリングコンデンサをインストールしようとしてください。実際、プリント回路基板トレース、ピン接続および配線などは、大きなインダクタンス効果を含むことができる。大きなインダクタンスは、VCCトレース上で厳しいスイッチングノイズスパイクを引き起こすことがある。Vccトレース上のスイッチングノイズスパイクを防止する唯一の方法は、VCCとパワーグラウンドとの間に0.1 UF電子デカップリングコンデンサを配置することである。表面実装部品が回路基板上で使用される場合、チップコンデンサは、部品に対して直接使用され、Vccピン上に固定され得る。このタイプのコンデンサは、低静電容量（ESL）および高周波インピーダンスを有するので、セラミックコンデンサを使用するのが最も好ましい。そして、この種のコンデンサの誘電安定性の温度および時間も非常によい。タンタルコンデンサを使用しないようにしてください。なぜなら、それらのインピーダンスは高周波数でより高いからである。

デカップリングコンデンサを配置する場合、次の点に注意してください。

100 mmの電解コンデンサをプリント回路基板の電源入力端に接続します。ボリュームが許すならば、より大きな静電容量はよりよいです。

原則として、0.01μFセラミックコンデンサを集積回路チップの隣に置く必要がある。回路基板のギャップが小さすぎるためには、10チップごとに1 - 10のタンタルコンデンサを配置することができます。

非干渉性の弱く、且つ、RAMやROMなどの記憶素子の間に大きな電流変化が生じる成分に対しては、例えば、電源線（Vcc）と接地線との間にデカップリングコンデンサを接続する必要がある。

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リードすることができない程長くないべきである。

接地線設計

シングルチップ制御システムでは、システムグランド、シールドグラウンド、ロジックグランド、アナロググランド等の接地線の種類が多い。接地線と接地点を設計する場合、以下のような問題点を考慮する必要がある。

ロジックグランドとアナロググランドを別々に配線して使用することはできません。それぞれの接地線を対応する電源接地線に接続する。設計時には、アナログ接地線をできるだけ厚くし、端子の接地面積をできるだけ大きくする。一般的に言えば、オプトカプラーを介してマイクロコントローラ回路からの入力および出力アナログ信号を分離するのが最もよい。

論理回路のプリント基板を設計する際には、接地線は閉ループ形状を形成し、回路の干渉防止能力を向上させる。

接地線はできるだけ厚くなければならない。接地線が非常に薄い場合、接地線の抵抗が大きくなり、電流変化に伴って接地電位が変化し、信号レベルが不安定になり、回路の干渉防止能力が低下する。配線スペースができれば、主接地線の幅が少なくとも2〜3 mmであることを保証し、部品ピン上の接地線は約1.5 mmとする。

接地点の選択に注意を払う. 信号の周波数が 回路基板 が1 MHzより小さい, 配線と部品の間の電磁誘導はほとんど効果がないので, そして、接地回路によって形成される循環電流は、干渉に対してより大きな影響を有する, ループを形成しないように接地点を使う必要がある. 信号の周波数が 回路基板 が10 MHzより大きい, のインダクタンス効果のために PCBレイアウト デザイン, 接地線インピーダンスは非常に大きくなる, そして、接地回路によって形成される循環電流はもはや大きな問題ではない. したがって, 接地点インピーダンスをできるだけ少なくするためには、多点接地を用いるべきである.

4 .その他

電源ラインのレイアウトに加えて、トレースの幅は、電流の大きさに応じてできるだけ厚くする必要があります。PCBレイアウト設計において、電力線および接地線のルーティング方向は、データ線のそれと一致しなければならない。PCBレイアウト設計で動作します。最後に、トレースがない回路基板の底を覆うために、接地線を使用してください。これらの方法はすべて、回路の干渉防止能力を高めるのに役立つ。

データ線の幅は、インピーダンスを減らすためにできるだけ広くなければならない。データ線の幅は少なくとも0.3 mm（12 mil）以上であり、0.46〜0.5 mm（18ミル〜20ミル）であれば理想的である。

上のビアがあるので 回路基板 約10 pFの静電容量効果をもたらす, これは高周波回路に対して過剰な干渉を導入する,だから デザインPCBレイアウト, バイアの数はできるだけ減らさなければならない. さらに, あまりにも多くのバイアも、機械の強さを減らします 回路基板.