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마이크로웨이브 기술

마이크로웨이브 기술 - PCB 보드 접지선 설계

마이크로웨이브 기술

마이크로웨이브 기술 - PCB 보드 접지선 설계

PCB 보드 접지선 설계

2021-09-15
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Author:Belle

전자 설비에서 접지는 방해를 제어하는 중요한 방법이다.접지와 차폐가 올바르게 결합되면 대부분의 간섭 문제가 해결될 수 있다.전자 기기의 접지 구조는 크게 시스템 접지, 섀시 접지 (차폐 접지), 디지털 접지 (논리적 접지), 아날로그 접지를 포함한다.


PCB 보드 접지선의 설계에서 다층 PCB와 단층 PCB는 모두 접지 기술을 사용했다.접지 기술의 목표는 접지 임피던스를 최소화해 회로에서 전원으로 돌아오는 접지 회로의 전세를 낮추는 것이다.


(1) 단일 접지와 다중 접지를 정확하게 선택하여 저주파 회로에서 신호의 작업 주파수는 1MHz보다 작고, 그 접선과 부품 사이의 전감 영향은 크지 않으며, 접지 회로로 형성된 환류는 간섭에 대한 영향이 비교적 크므로 약간의 접지를 사용해야 한다.신호 작동 주파수가 10MHz보다 크면 지선 임피던스가 매우 커집니다.이 경우 지선 임피던스를 최소화하고 가장 가까운 여러 점을 사용하여 접지해야 합니다.작동 주파수가 1~10MHz인 경우 약간의 접지를 사용하는 경우 지선의 길이가 파장의 1/20을 초과하지 않아야 하며 그렇지 않으면 다중 접지 방법을 사용해야 합니다.고주파 회로는 여러 개의 직렬 접지를 해야 하고, 접지선은 짧고 굵어야 하며, 고주파 소자 주변은 가능한 한 격자 모양의 대면적 접지 동박을 배치해야 한다.


(2) 디지털 회로와 아날로그 회로를 분리하는 회로판에는 고속 논리 회로도 있고 선형 회로도 있다.그것들은 가능한 한 분리되어야 하며, 둘의 지선은 혼합되어서는 안 되며, 전원 단자의 지선에 연결되어야 한다.가능한 한 선형 회로의 접지 면적을 늘리다.


(3) 가능한 한 접지선을 두껍게 하여 접지선이 매우 가늘면 접지전위는 전류의 변화에 따라 변화하여 전자설비의 정시신호전평이 불안정하고 소음저항성능이 떨어진다.따라서 인쇄 회로 기판을 통해 허용되는 전류의 3 배가 되도록 접지선이 두꺼워야 합니다.가능하면 접지선의 너비가 3mm보다 커야 합니다.


(4) 지선을 폐환으로 만드는 것은 디지털 회로로만 구성된 인쇄회로판의 지선 시스템을 설계할 때 지선을 폐환으로 만들면 소음 방지 능력을 현저하게 향상시킬 수 있다.그 이유는 인쇄회로기판에 집적회로 소자가 많기 때문인데, 특히 전력 소비량이 더 높은 소자가 있을 때 지선 두께의 제한으로 접지매듭에 큰 전세차가 발생하여 소음 방지 능력이 떨어지게 된다. 접지구조가 회로를 형성하면전세차가 줄어들고 전자기기의 소음 방지 능력이 향상될 것이다.

다중 계층 PCB

(5) 다층 회로기판 설계를 사용할 때 그 중 한 층은'전체 접지 평면'으로 사용할 수 있어 접지 저항을 낮추고 차단 역할을 할 수 있다.우리는 인쇄판 주위에 넓은 지선을 자주 놓았는데, 이것도 같은 역할을 했다.


(6) 단층 PCB의 접지선은 단층 (단면) PCB에서 접지선의 폭은 가능한 한 넓어야 하며 최소 1.5mm (60mil) 이어야 한다.별의 배선은 단일 PCB에서 구현 될 수 없기 때문에 점퍼 및 지선의 폭 변화는 최소한으로 유지되어야합니다. 그렇지 않으면 회로 임피던스와 전기 감각의 변화가 발생할 수 있습니다.


(7) 이중 PCB의 접지선은 이중 (양면) PCB에서 디지털 회로는 접지망/점진 배선을 선호한다.이런 배선 방법은 접지 저항, 접지 회로와 신호 회로를 줄일 수 있다.단일 레이어 PCB와 마찬가지로 지선과 전원 코드의 너비는 최소 1.5mm여야 합니다.


또 다른 레이아웃은 접지 평면을 한쪽에 놓고 신호선과 전원 코드를 다른 쪽에 놓는 것입니다.이러한 배치에서 접지 회로와 임피던스는 더욱 줄어들 것이다.이때 디커플링 콘덴서는 IC 전원 코드와 접지 평면 사이에 가능한 한 가까이 배치할 수 있습니다.


(8) PCB 커패시터는 다중 레이어에 있으며, PCB 커패시터는 전원 평면과 접지를 구분하는 얇은 절연층에 의해 생성됩니다.단층판에서도 전원선과 지선의 평행배렬은 이런 용량효과를 산생한다.PCB 콘덴서의 장점 중 하나는 매우 높은 주파수 응답과 전체 표면 또는 전체 회선에 균일하게 분포된 낮은 직렬 감지를 가지고 있다는 것입니다.그것은 전체 회로판에 고르게 분포된 디커플링 콘덴서와 같다.이 기능을 가진 개별 구성 요소는 없습니다.


(9) 고속 및 저속 회로

고속 회로와 부품은 지면과 더 가까운 위치에 배치하고 저속 회로와 부품은 전원 평면과 더 가까운 곳에 배치해야 한다.


(10) 접지 구리는 일부 아날로그 회로에 채워져 있으며, 사용하지 않는 회로 기판 영역은 큰 접지 평면으로 덮여 차폐를 제공하고 디커플링 능력을 증가시킨다.그러나 이 구리 영역이 부유 (예: 지면에 연결되지 않은 경우) 이면 안테나처럼 작동하고 전자기 호환성 문제를 일으킬 수 있습니다.


(11) 다층 PCB의 접지 평면과 전원 평면은 다층 PCB에 있으며, 전원 평면과 접지 평면은 가능한 한 인접 층에 가까운 위치에 배치하여 전체 보드에 큰 PCB 용량을 생성하는 것이 좋습니다.가장 빠른 임계 신호는 접지 평면의 한쪽에 가깝고 비임계 신호는 전원 평면에 가까운 위치에 배치해야합니다.


(12) 전원 공급 장치는 회로에 여러 개의 전원이 필요할 때 접지를 사용하여 각 전원을 분리해야 합니다.그러나 단일 레이어 PCB에서 여러 점을 접지할 수는 없습니다.한 전원 공급 장치의 전원 코드와 지선을 다른 전원 코드 및 접지선과 분리하여 전원 공급 장치 간의 노이즈 결합을 방지하는 솔루션입니다.