電子デバイスの PCB 設計における EMC 技術適用の問題点とその戦略

IC (集積回路) の設計と製造の持続的な発展において、信号伝送の遅延やノイズなどのいくつかの問題の卓越性は、信号の完全性に影響を与える役割を果たします。そのため、プリント基板の設計工程における問題点に十分注意し、試作・製造工程など電子製品の工程の流れを把握する必要があります。さらに、PCB 設計は、従来の設計モジュールの下でこれらの顕著な問題を解決し、EMC (電磁両立性) 技術の合理的な適用を実現するために、いくつかの改善を行う必要があります。この記事では主に、電子デバイスの PCB 設計における EMC 技術の適用戦略について説明します。

EMC の概要と問題

EMC とは、デバイスまたはシステムが電磁干渉によって妨害されることなく正常に動作し、回路環境のどの部分にも電磁妨害を提供することを拒否する能力の一種を指します。

電子機器の PCB を設計する場合、信号干渉の問題は通常、信号妨害源の多様性に伴い発生します。したがって、信号伝送中、絶縁、ろ過、シールド、および接地の機能を備えた EMC 技術は、PCB 設計レベル全体を向上させるのに役立ちます。

EMCテクノロジーを適用するプロセスでは、全体的な適用効果を高めるために、コンポーネントの品質をテストする必要があります。具体的には、EMC システム構築の過程で、EMC 技術に関連するコンポーネントの耐電圧能力と容量を実験的アプローチによってテストする必要があります。一方、実験的検査のプロセスでは、顕著な問題の完全性と、コンポーネントの適用プロセスにおける適切な処理に注意を払う必要があります。

PCB 設計における主な EMC 問題には、伝導干渉、クロストーク干渉、および放射干渉が含まれます。

• 伝導干渉

伝導干渉は、リードのデカップリングとコモン モード インピーダンスのデカップリングによって他の回路に影響を与えます。たとえば、ノイズは電源回路を介してシステムに侵入し、そのサポート回路はノイズの影響を受けます。

図 1 は、コモン モード インピーダンスによるノイズ デカップリングを示しています。回路 1 と回路 2 の両方が、同じリードを介して電源電圧とグランド ループを取得します。いずれかの回路の電圧を急に改善する必要がある場合、共通の電力と 2 つのループ間のインピーダンスのために、もう一方の回路の電圧が低下します。

• クロストーク干渉

クロストーク干渉とは、ある信号線から隣接する信号線への干渉を指し、通常、隣接する回路や導体で発生し、回路と導体間の相互容量と相互インピーダンスを特徴とします。たとえば、PCB 上のストリップ ラインには低レベルの信号があり、平行ワイヤが 10cm を超えるとクロストークが発生します。クロストークは、相互容量を介した電場によって引き起こされる可能性があるため、相互インピーダンスを介した磁場によって、電界 (相互容量) デカップリングと磁場 (相互インピーダンス) のどちらのデカップリングが主な役割を果たしているのかを判断することが最も重要な問題です。電源インピーダンスと受信機インピーダンスの積は、回路と周波数間の構成に依存する基準と見なすことができます。

商品	メインのデカップリング
<300 2	磁場
>1000 2	電力分野
>300 2 , <1000 2	磁気または電気場

• 放射干渉

放射干渉とは、自由電磁波が放出する放射による干渉を指します。 PCB の放射干渉とは、ケーブルと内部ライン間のコモン モード放射干渉を指します。送電線に電磁波が照射されると、電界からCM(コモンモード)とDM(ディファレンシャルモード)に分類される小さな電圧源が分散した線路にデカップリングの問題が発生します。 CM 電流は、ほぼ等しい振幅と同等の位相位置を持つ 2 つのリードからの電流を指し、DM 電流は、同等の振幅を持つが反対の位相位置を持つ 2 つのリードからの電流を指します。

電子デバイスの PCB 設計における EMC アプリケーション戦略

• ESD (静電放電) 保護

電子デバイスの PCB を設計する場合、ESD は、直接伝導またはインダクタンスのデカップリングによって流れる電流の安定性に影響を与えます。これは、電子製品開発の要件を満たすために ESD 保護の必要性につながります。電子デバイスの PCB 設計者は、EMC 技術が電子デバイスの PCB 設計のプロセスに根付いていることを確認する必要があります。つまり、新しい電子製品を開発する過程で、メッキ スルー ホールを PCB に配置する必要があり、メッキ スルー ホールの設計の過程で、金属シェルの外部回路を内部回路に接続し、ネジを固定する必要があります。接続で組み立てます。最終的な目標は、回路の故障につながる ESD の突出を回避するために、優れた内外等電位環境を確立することです。たとえば、一部のタイプの電子デバイスは EMC 技術の適用を強調しており、内部回路と LCD 筐体との間の優れた接続を確保するために 6 つのメッキ スルー ホールを配置する必要があるため、全体的な PCB 設計が大幅に改善されています。また、このタイプの電子機器は、信号の入出力の場所に ESD 保護部品を配置し、静電リングを取り付けて、回路動作の安定性を低下させる可能性のある ESD の突出を回避しています。

• デカップリング コンデンサの構成

電子デバイスの PCB 設計のプロセスでは、電源システムがシグナル インテグリティに影響を与える重要な役割を果たすため、EMC 理論の適用を強調する必要があります。デカップリング コンデンサの構成のプロセスでは、回路の実行をシミュレートすることができ、その間にノイズ干渉現象をマスターして、ノイズの問題を効果的に制御することができます。一方、デカップリング コンデンサの構成のプロセスでは、技術者は、EMC 技術の条件を満たすために、10 ～ 100F の範囲に維持する必要があるパワー フィルタの静電容量入力端子を厳密に検査する必要があります。また、システム周波数は、電子機器の応用レベルを高めるために 15MHz 未満に制御する必要があり、デカップリング コンデンサの構成は集積チップの場所に配置する必要があります。

• 熱設計

熱設計は、電子機器の性能に影響を与える最も重要な要素の 1 つです。コンデンサなどの部品組立工程では、放熱や通風などの影響により、部品と熱源との距離を規格の範囲内に抑え、部品の発熱度を随時検査する必要があります。さらに、高出力のコンポーネントを組み立てるときは、それらのコンポーネントを PCB の上に配置して、全体的な PCB 設計レベルを上げるために最適な熱設計を実行できるようにしてください。

• 線の長さと幅のデザイン

電子デバイス PCB の EMC 設計のプロセスでは、線の幅と長さが信号伝送効率と直接関係しています。 PCB 設計者は、最適な回路設計に到達できる伝送遅延効果を特に精査する必要があります。プリントリードのインダクタンス効果は干渉につながり、プリントリードの長さは干渉効果に比例するため、新しい電子デバイスの開発要件を満たすために、プリントリードは短く広い状態で制御する必要があります。例えば、ある種の電子機器の開発過程では、EM78860の9番ピンXINが発振器の位置に、リードがDL16521の位置に配置されるように、ラインの長さと幅の設計が十分に考慮されています。は短く保たれ、そのすべてが全体的な EMC 設計レベルを向上させます。したがって、新しい電子デバイスの開発要件を完全に満たすために、線の長さと幅の科学化と合理化を強調することが非常に必要です。

電子デバイスの急速な発展に基づいて、PCB 設計は PCB の高効率と安定性への関心を高めており、EMC 技術の役割が強調されています。 EMC技術に関する顕著な問題は、ラインの長さと幅の設計、デカップリングコンデンサの構成、およびESDの観点から対処する必要があり、これに基づいて電子デバイス設計の実質的な開発が推進されます。 /P>

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