PCB の干渉防止および接地戦略に関する分析

今日、あらゆる種類の電子製品が人々の生活の隅々に浸透しており、電子機器の中核である PCB の急速な発展につながっています。電子機器が正常に、安全に、安定して動作するかどうかは、PCB の設計に大きく依存します。 PCB 設計のプロセスにおいて、最も重要なリンクは、電子製品の接地と干渉防止に関する設計です。これまで、特定の PCB の設計者は、接地と干渉防止に関して独自の意見を持っており、接地と干渉防止に関する方法と技術の両方が時々進歩しており、電子デバイスに常に安定したセキュリティ動作に大きな保証を提供します。この記事では、PCB の干渉防止と接地の戦略について説明します。

デジタル信号とアナログ信号の接地

PCB 設計の過程で、デジタル信号領域とアナログ信号領域を厳密に区別することができません。別の例として、サーキットでは、パブリック セクションとして、電源がどのセクションに属しているかを判断するのが困難です。干渉防止の一般的な方法は、デジタル回路とアナログ回路を区別することであり、それらは異なる領域に描画する必要があります。しかし、前述の電源部など、厳密には区別できない部分をどのように設計すればよいのでしょうか。アナログ信号とデジタル信号を区別する本質は、そのチップがアナログかデジタルかというチップの性質にあります。電源部は、アナログ部に属するときはアナログ回路に電源を供給し、デジタルチップに電源を供給するときはデジタル部に属します。ただし、両方のセクションが同時に同じ力を加える場合は、ブリッジの方法を適用して、別の部分から力を導きます。上記の干渉防止システムは、現在比較的一般的な方法です。実際には、この方法は一部の小さなシステムまたは PCB でのみ機能します。それにもかかわらず、大規模な回路システムでは、通常、この方法を適用すると多くの潜在的な問題が発生します。特に複雑なシステムでは、これらの問題が非常に突出しているため、配電間隔をバイパスするルーティングで EMI 問題が発生します。たとえば、一般的な A/D コンバーターが適用されている場合、PCB Fab House は、A/D コンバーターの AGND と DGND を最短のリードで低インピーダンスでグランドに接続することを提案します。したがって、上記の方法を適用すると、A/D コンバーターの下の IC と同等の幅を持つ接続ブリッジを介して 2 つのグランドが接続されます。

しかし、A/Dコンバーターが多数あるシステムでは、それぞれを上記の方法で処理すると、多点接続が発生してしまいます。デジタル グランドとアナログ グランドの間の分離は重要ではありません。

高周波信号の干渉防止に関する分析

高周波信号を使用する PCB を設計するプロセスでは、金属やリードは、抵抗、インダクタ、およびコンデンサからなるコンポーネントと見なすことができます。 PCB 上の長さ 25mm のプリント リードは、15nH ～ 20Nh のインダクタンスを生成できます。したがって、多点接地戦略を適用して、各回路システムを最低インピーダンスの隣接接地線に評価する必要があります。また、グランドインピーダンスやグランドライン間のインダクタンスを極力小さくし、分布容量による回路間の相互結合も小さくする必要があります。多点接地の最も簡単な方法は、完全な銅コーティングです。コンポーネントの接地点はコーティング銅に接続され、PCB の大部分を覆う接地面は、非常に低いインピーダンスの基準面を提供します。これにより、各コンポーネントとユニット回路の間の不要な高周波結合を回避できます。

高周波 PCB では、デジタル グランドとアナログ グランドを個別に処理する必要があります。通常、高周波デジタル信号線のグランドレベルは互いに異なっており、それらの間でしばしば電圧偏差が発生します。また、高周波デジタル信号のグランドラインには、常に高周波信号の高調波成分が豊富に含まれています。デジタル信号のグランドラインとアナログ信号のグランドラインを直接接続すると、高周波信号の高調波がグランドラインのカップリングによりアナログ信号に干渉します。一般に、高周波デジタル信号グランド ラインは、適切な位置でのシングル ポイント相互接続の方法または高周波チョーク磁気ビーズ相互接続のいずれかの方法で、アナログ信号グランド ラインから分離する必要があります。

高周波信号の干渉防止に関する分析

PCB設計では、コンポーネントのレイアウトとリードの太さが干渉に大きく関係しており、専門的な技術と設計者の完全な認識能力が必要です。 PCB 設計の干渉防止は、電子製品のアプリケーション性能に関連しています。この記事で紹介するルールのリストは、PCB 設計者にとって間違いなく役立つ、設計者による実際の設計経験の要約です。

役立つリソース:
• PCB 設計における干渉を克服する方法
• PCB 設計における干渉防止能力を強化する方法
• PCB の電磁両立性における電源と接地に関する議論
• PCBCart のフル機能 PCB 製造サービス - 複数の付加価値オプション
• PCBCart の高度な PCB アセンブリ サービス - 1 個から開始