PCB 뉴스 - PCB 설계의 단일 접지 설계 방법 및 기술

PCB 설계의 단일 접지 설계 방법 및 기술

인쇄회로기판은 신호 접지의 설계에 매우 중요하다.접지 설계가 잘못되면 PCB 회로 기판을 사용하는 동안 접지 소음과 전자기 복사가 발생하여 제품의 전반적인 전기 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

그러므로 소편은 본강회로과학기술을 초청하여 단점접지, 다점접지, 혼합접지, 아날로그회로접지, 디지털회로접지 등 여러 면에서 PCB인쇄회로기판접지의 설계구상을 소개합니다.,설계 방법론과 기술.정성이 가득하고 건더기도 적지 않다.

공간 제약 때문에, 오늘 우리는 먼저 회로 기판의 단일 접지 설계 방법을 이야기합시다.

단일 지점 접지 연결은 PCB 제품의 설계 과정에서 단일 참조 지점에 접지 회로를 연결하는 것을 의미합니다.이러한 엄격한 접지 설정의 목적은 두 개의 서로 다른 서브시스템 (서로 다른 참조 레벨이 있음) 에서 오는 전류가 RF 전류와 같은 반환 경로를 통과하여 공저항 결합을 초래하는 것을 방지하는 것이다.

구성 요소, 회로, 상호 연결 등이 1MHz 이하의 주파수 범위에서 작동할 때 단일 접지 기술의 사용이 가장 좋으며, 이는 분산 전송 임피던스의 영향이 가장 적다는 것을 의미한다.높은 주파수에서 되돌아오는 경로의 감각은 무시할 수 없게 되었다.주파수가 더 높을 때, 출력 평면과 상호 연결 흔적선의 저항이 더욱 현저하다.회선 길이가 신호의 1/4 파장의 홀수 배인 경우 (주기적인 신호의 상승 속도에 따라 파장이 결정됨) 이러한 임피던스는 매우 커질 수 있습니다.전류 반환 경로에 제한된 임피던스가 있으면 전압 강하가 발생하고 원치 않는 무선 주파수 전류가 생성됩니다.이는 PCB 고주파 회로 기판에서 특히 두드러집니다.

무선 주파수 임피던스의 현저한 영향으로 인해 이러한 흔적선과 접지 도체는 링 안테나처럼 작동하며 방사선 에너지의 크기는 루프의 크기에 달려 있습니다.꼬불꼬불한 고리는 모양에 관계없이 여전히 안테나입니다.따라서 주파수가 1MHz 이상이면 일반적으로 단일 접지 기술을 사용하지 않습니다.다음 그림 1에서 단일 접지 기술은 직렬 접지와 병렬 접지 두 가지 방법이 있습니다.직렬 접지는 각 서브시스템의 접지 참조 간의 공통 임피던스 결합을 허용하는 캐스케이드 체인 구조입니다.주파수가 1MHz보다 높을 때 이것은 불합리하다.이 그림은 접지 회로의 전기 감각만 그렸으며, 이 세 개의 접지 회로에도 분포 용량이 존재한다.센싱과 커패시터가 동시에 존재하면 공명이 발생합니다.이 구조의 경우 세 가지 다른 공명이 존재할 수 있습니다.

PCB 설계의 단일 접지 방법

직렬 접지의 경우 최종 반환 경로를 통과하는 L1의 총 전류는 I1+I2+I3입니다. I1(VA) 및 I3(VC)의 전압은 0이 아니지만 VA는 다음 공식에 의해 정의됩니다 = (I1+I2+I3)ÍL1

Vc=（I1+I2+I3）ÍL1+

이런 광범위하게 사용되는 구조에 대해 큰 전류는 유한한 저항에서 전압강하를 산생하게 된다.회로와 참조 구조 사이의 전압 참조는 시스템이 예상대로 작동하는 것을 방지하기에 충분할 수 있습니다.

PCB 회로 기판 설계 단계에서 설계자는 단일 접지의 직렬 접지 기술을 사용하는 데 존재하는 잠재적 위험에 주의해야 한다.만약 부동한 공률전평의 회로가 여러개 있다면 이런 접지기술을 사용할수 없다. 왜냐하면 고공률회로는 큰 접지전류를 산생하는데 이는 저공률설비와 회로에 영향을 미치기때문이다.이러한 접지 방법을 사용해야 하는 경우 가장 민감한 회로는 전원 입력 위치에 직접 설정되고 가능한 한 저전력 장치 및 회로에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.

더 좋은 단일 접지 방법은 병렬 접지이다.그러나이 방법을 사용하면 각 전류 반환 경로에 다른 임피던스가 있을 수 있으므로 접지 소음 전압이 악화된다는 단점이 있습니다.여러 인쇄 회로 기판을 조합하여 사용하거나 최종 제품에 여러 서브어셈블리를 사용하는 경우 회로가 길어질 수 있습니다. 특히 이러한 회로가 상호 연결에 사용되는 경우 더욱 그렇습니다.이러한 접지선은 또한 저항이 클 수 있으며 이는 저저항 접지 연결의 기대 효과를 손상시킬 수 있습니다.

여러 인쇄회로기판이 이런 방식으로 병렬될 때 사람들은 엄격한 접지로 문제를 해결할수 있다고 인정하였지만 사실은 이 제품이 복사테스트를 통과할수 없다는것을 증명해주었다.직렬 연결과 마찬가지로 각 회로는 땅에 분포된 용량을 가지고 있다.이러한 레이아웃을 사용할 때 설계자는 각 접지 회로의 전기 감지 값을 거의 동일하게 만들어야 합니다. 비록 실천에서 실현하기 어렵지만.이렇게 하면 각 회로와 땅 사이의 공명은 대체적으로 같아야 하며, 이렇게 하면 회로 작업의 다중 공명에 영향을 주지 않는다.단일 접지 기술을 사용하는 또 다른 문제는 방사선 결합입니다.이러한 현상은 컨덕터 간, 컨덕터와 인쇄 회로 기판 간 또는 컨덕터와 셸 간에 발생할 수 있습니다.RF 복사 결합 외에도 전류 반환 경로 사이의 물리적 거리에 따라 직렬 교란이 발생할 수 있습니다.이런 결합은 용량이나 전감의 형식으로 나타날 수 있다.직렬 교란의 정도는 반환 신호의 주파수 범위에 달려 있으며 고주파 분량의 복사는 저주파 분량의 복사보다 더 심각하다.

단일 접지 기술은 오디오 회로, 아날로그 장치, 산업 주파수 및 DC 전원 시스템, 플라스틱 패키징 제품에서 흔히 볼 수 있습니다.단일 접지 기술은 일반적으로 저주파에 사용되지만 때로는 PCB 고주파 회로 기판이나 시스템에도 사용됩니다.설계자가 서로 다른 접지 구조에서 모든 전기 감각과 관련된 문제를 깨달았을 때 이런 응용은 가능하다.