PCB 기술 - PCB 접지 방식의 종합적인 고려

1. PCB 접지 방식을 종합적으로 고려

1.1 자주 사용하는 별점 접지(원포인트 접지) 방식의 장점: 직렬 상호 간섭이 발생하지 않는다

만약 당신이 100% 따를 수 없다면, 당신은 어떻게 별점을 선택하는지 자세히 고려해야 합니까?다음과 같은 두 가지 템플릿이 있습니다.

첫 번째 보드 전원 필터의 큰 용기는 별 모양 점입니다.

공통 별점 접지

두 번째 판 - 이 사례는 별 모양의 점입니다.

전원 입력 지선

1.2 튜너(RF) 접지 및 작은 신호 접지

튜너 RF 프런트엔드 및 차폐 케이스는 섀시에 접지선으로 연결되어야 하며, 저신호 접지는 튜너 접지선 분기에서 튜너(RF) 접지 및 소신호 접지까지 가능

1.3 MCU 및 KB 접지

MCU와 KB가 함께 접지할 수 있으며 접지는 좁은 컨덕터를 통해 주 접지나 섀시에 연결됩니다.

1.4 서보 PCB 접지 방식

네 가지 유형의 접지 분류, 모터 드라이브/오디오/디지털/RF 회로 접지 방식.각 개별 동박은 좁은 컨덕터로 연결되어 접지됩니다.모터가 접지되어 나사를 통해 조여졌다.

1.5 신호 전송 방식

신호선과 지선을 동시에 병렬 전송하면 소음을 줄일 수 있다

2. 오디오 고려사항

신호 전류는 자기장을 생성하는데, 전력선은 많은 소음 신호와 큰 소음 전류에서 발생하는 소음 전자장을 가지고 있다.신호 전류의 방향과 크기, 강도를 이해하고 신호 전류 회로의 면적을 줄여 전감 결합을 줄인다.적절한 전원 코드 접지선은 회로 면적을 최소화하고 회로 임피던스를 줄이기 위해 병렬 (병렬 또는 병렬) 으로 분포되어야 합니다.작은 신호선은 디지털 회로나 소음 신호에 접근해서는 안 된다.PCB의 인접층에서 차단할 수 있는 신호선은 서로 차단해야 한다.직렬 간섭을 최소화하는 수직 (90º)

3. 소음 주의사항

전원 공급 장치는 PCB의 엔트리 포인트에서 분리되어야 합니다.

전원은 PCB의 전원 입구 지점에 있어야 하며 가능한 한 빨리 큰 전류 회로 (전력 증폭기 IC) 에 접근해야 합니다.컨덕터 사이의 영역을 최소화하여 감전을 최소화합니다.)PCB에 케이블을 연결할 때 가능하면 여러 개의 접지 회로를 제공하여 회로 면적을 최소화합니다.VCC(클린 전원 공급 장치) 케이블 및 신호선은 배터리, 점화, 고전류 또는 고속 스위치 신호를 포함하는 필터링되지 않은(더러운) 케이블과 평행할 수 없습니다.

일반적으로 신호선 및 관련 접지 회로는 가능한 한 가까이 가서 전류 회로 면적을 최소화해야합니다.

a) 저주파 신호 전류는 최소 저항선 b) 고주파 신호 전류는 최소 감지선을 통과한다

작은 신호 또는 주변 회로는 가능한 한 I/O 커넥터에 가깝고 고속 디지털 회로, 큰 전류 회로 또는 필터링되지 않은 전원 회로에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.

4. EMC 고려사항

각 디지털 IC 전원 핀에는 고주파, 저전감 세라믹 콘덴서가 추가되어 디커플링에 사용됩니다.0.1µF의 커패시터는 15MHz 이하의 IC용, 0.01µF의 용량은 15MHz 이상의 IC용입니다.배터리 또는 점화 장치의 무선 주파수 디커플링 구성 요소는 PCB의 전원 콘센트(I/O 커넥터 근처)에 배치해야 합니다.발진기와 MCU는 I/O 커넥터나 튜너에서 멀리 떨어져 있어야 하며, 가능한 한 칩에 가까이 있어야 하며, 루프 면적을 최소화하기 위해 PCB의 같은 쪽에 있는 것이 좋다.RF 디커플링 콘덴서는 RF 회로에 추가해야 합니다.저주파 신호(10MHz 미만)의 차폐는 불필요한 접지 회로를 방지하기 위해 전원 상단에서만 접지하고 접지할 수 있다.

5.PCB 레이아웃의 3-W 규칙

PCB 경로설정에서는 3-W 경로설정 규칙을 따라야 합니다.PCB의 흔적선 사이에 교란이 발생할 수 있습니다.이러한 교란은 시계 신호와 그 주변 신호 사이에 발생할 뿐만 아니라 데이터, 주소, 제어, 입력 및 출력 신호선 등 다른 핵심 신호에서도 발생할 수 있으며 교란과 결합 효과가 존재할 수 있습니다.이러한 신호의 교란을 해결하기 위해 우리는 PCB 흔적선에서 추적을 진행할 때 흔적선의 3-W 규칙을 따라야 한다는 조치를 취할 수 있다.3-W 규칙을 사용하면 신호 흔적선 사이의 결합을 줄일 수 있다.

3-W 규칙은 시계, 오디오, 비디오, 재설정, 데이터, 주소 등과 같은 모든 신호를 충족시키는 분리 거리: 흔적선 가장자리 사이의 거리는 흔적선 너비의 2배, 즉 흔적선의 중심보다 크거나 같아야 한다. 그들 사이의 거리는 흔적선 너비의 3배이다.예를 들어, 시계선의 너비가 8mils이면 시계선의 가장자리와 다른 흔적선의 가장자리 사이의 거리는 16mils여야 합니다.

참고: 회로 기판 가장자리에 가까운 흔적선의 경우 회로 기판 가장자리에서 흔적선 가장자리까지의 거리가 3W보다 커야 합니다.

3-W 규칙은 클럭 신호나 고주파 주기 신호뿐만 아니라 다양한 경로설정 상황에 사용할 수 있습니다.I/O 영역에 접지 참조 평면이 없으면 대칭복사 평면이 없는 차동 경로선 쌍에 3-W 규칙을 사용하여 경로설정할 수 있습니다.

일반적으로 한 차분 대 흔적선의 두 신호 흔적선 사이의 거리는 W이고 차분 흔적선과 다른 흔적선의 거리는 3-W 규칙을 만족시켜야 한다. 즉, 이 흔적선과 다른 흔적선의 최소 거리는 3W이다. 그림 3과 같다.차분대적선의 경우 공률평면에서 온 소음과 기타 신호가 차분대궤적에 결합된다.차등 쌍의 신호선 사이의 거리가 너무 크면 (3W 이상), 다른 신호선과의 거리가 너무 작으면 (3W 미만) 데이터 전송이 중단될 수 있습니다.

6: PCB 모서리 경로설정

신호선 임피던스의 갑작스러운 변화는 불연속성을 초래하여 반사를 초래하기 때문에 PCB 흔적선에서의 이러한 불연속성을 피한다.특히 고속신호 PCB를 설계할 때, 특히 신호 상승시간이 ns(마이크로초)급일 때는 흔적선의 코너 처리에 각별히 주의해야 한다.

흔적선에 직각 코너가 있으면 코너에 있는 흔적선의 폭과 횡단면적이 증가하기 때문에 추가적인 기생용량이 발생하기 때문에 저항이 줄어들어 흔적선 저항의 불연속성이 발생한다.이 직각 코너의 경우 코너에서 두 개의 45 ° 또는 필렛을 사용하여 직각 코너를 구현할 수 있습니다.이런 방식을 통해 흔적선의 선폭과 횡단면적이 동일하게 유지되어 임피던스 불연속의 문제를 피할 수 있다.그림 4와 같이 직각 코너의 처리 방법입니다.그림의 대비를 보면 원각법이 가장 좋다는 것을 알 수 있다.일반적으로 45 ° 는 10GMz 이상의 신호에, 필렛은 10GMz 이상의 신호에 적용될 수 있습니다.