PCB技術におけるノイズと電磁干渉の低減の経験

PCB技術におけるノイズと電磁干渉の低減の経験

1. 直列抵抗を使用して、制御回路の上端と下端のジャンプ率を減らすことができます。

2. クロック信号回路の周囲の電位をゼロに近づけるようにして、アース線を使用してクロック領域を一周します。 クロック ワイヤはできるだけ短くする必要があります。

3. I/O ドライブ回路は、プリント基板の端にできるだけ近づけてください。

4. 未使用のゲート回路出力端子はサスペンドしないでください。 未使用のオペアンプの正入力端子は接地し、負入力端子は出力端子に接続します。

5.外部伝送と高周波信号の結合を減らすために、90°ポリラインの代わりに45°ポリラインを使用してみてください。

6. I/O ラインに垂直なクロック ラインは、I/O ラインに平行なクロック ラインよりも干渉が少なくなります。

7. PCB コンポーネントのピンは、できるだけ短くする必要があります。

8. 水晶振動子や特にノイズに敏感な部品の下には配線を通さないでください。

9. 微弱信号回路と低周波回路のアース線は、電流ループを形成しないようにしてください。

10. 必要に応じて、フェライト高周波チョークをラインに追加して、信号、ノイズ、電源、およびグランドを分離します。

PCB 上のスルーホールは、約 0.6pF の静電容量を引き起こします。 集積回路自体のパッケージ材料は、2pF～10pF の分布容量を引き起こします。 回路基板上のコネクタ、520 μ H の分布インダクタンス。 デュアル インライン 24 ピン集積回路ソケットで、4 μ H~18 μ H の分布インダクタンスを導入します。

デジタル回路の耐干渉設計とシングルチップマイコン

PCB 電子システムの設計では、回り道を減らして時間を節約するために、干渉防止要件を十分に考慮して満たす必要があり、設計が完了した後に干渉防止対策を回避する必要があります。 干渉を形成する 3 つの基本要素があります。

(1) 干渉源とは、要素、機器、または信号を生成する干渉を指し、数学用語で次のように記述されます: du/dt、di/dt

ファングは干渉源です。 たとえば、雷、リレー、シリコン制御整流器、モーター、高周波クロックなどが干渉源になることがあります。

(2) 伝播経路とは、干渉源から影響を受けやすいデバイスまで干渉が伝播する経路または媒体を指します。 一般的な干渉伝播経路は、

導体伝導と空間放射。

(3) センシティブ デバイスとは、干渉を受けやすいオブジェクトを指します。 例：A/D、D/Aコンバーター、シングルチップマイコン、デジタルIC、微弱信号増幅

等々。

PCB の干渉防止設計の基本原則は、干渉源を抑制し、干渉伝播経路を遮断し、敏感なデバイスの干渉防止性能を向上させることです。

（感染症予防と同様）

1 干渉源の抑制

干渉源の抑制とは、干渉源の du/dt、di/dt をできるだけ減らすことです。 これは、PCB の干渉防止設計における最優先事項であり、重要な原則であり、多くの場合、半分の労力で 2 倍の結果を達成できます。 干渉源の du/dt は、主に干渉源の両端にコンデンサを並列接続することによって低減されます。 干渉源の di/dt は、直列にインダクタンスまたは抵抗を追加し、干渉源回路にフリーホイール ダイオードを追加することによって低減されます。

干渉源を抑制するための一般的な対策は次のとおりです。

(1) リレー コイルにはフリーホイール ダイオードが追加されており、コイルが切断されたときに発生する逆起電力干渉を排除します。 フリーホイール ダイオードを追加するだけで、リレーの切断時間が遅くなり、電圧安定化ダイオードを追加した後、リレーは単位時間内により多くの回数動作できます。

(2) リレー接点の両端は並列に火花抑制 PCB 回路 (一般的に RC 直列回路、抵抗は一般に K から数十 K から選択され、容量は 0.01uF から選択されます) に接続され、電気火花の影響を低減します。

(3) モータにフィルタ回路を追加し、コンデンサとインダクタのリード線をできるだけ短くすることに注意してください。

(4) PCB 上の各 IC には、IC の電源への影響を低減するために、0.01 μ F～0.1 μ F の高周波コンデンサを並列に接続してください。 高周波コンデンサの配線に注意してください。 配線は電源端子の近くで、できるだけ短くする必要があります。 そうしないと、コンデンサの等価直列抵抗が増加し、フィルタリング効果に影響します。

(5) 高周波ノイズ放射を低減するために、PCB 配線中は 90 度のポリラインを避けてください。

(6) サイリスタから発生するノイズを低減するため、サイリスタの両端に並列に RC 抑制回路が接続されています (ノイズがひどい場合、サイリスタが破壊される可能性があります)。

干渉の伝播経路に応じて、伝導干渉と放射干渉に分けることができます。

いわゆる伝導性干渉とは、ケーブルを介して敏感なデバイスに伝達される干渉を指します。 高周波干渉ノイズの周波数帯域は、有用な信号の周波数帯域とは異なります。 配線にフィルタを追加することで、高周波干渉ノイズの伝達を遮断できます。 この問題を解決するために、絶縁オプトカプラを追加できる場合があります。 電源ノイズは最も有害ですので、取り扱いには特に注意してください。 いわゆる放射線干渉とは、宇宙放射線を介して敏感なデバイスに伝達される干渉を指します。 一般的な解決策は、干渉源と敏感なデバイスの間の距離を広げ、それらをアース線で分離し、敏感なデバイスにシールドを追加することです。

このホワイト ペーパーは、PCB 技術におけるノイズと電磁気を低減するための PCB 干渉防止設計の経験に関するものです。