PCB メーカーは、PCB 設計における接地問題の本質を共有しています

PCB メーカーは、PCB 設計における接地問題の本質を共有しています

PCB アセンブリ、PCB 設計、および PCB 処理メーカーの紹介: PCB 設計における接地問題のハイライト

アナログ グランド/デジタル グランドおよびアナログ電源/デジタル電源は、相対的な概念にすぎません。 これらの概念を提唱する主な理由は、デジタル回路のアナログ回路への干渉が許容できないレベルに達したためです。 現在の標準治療は以下の通りです。

1.整流とフィルタリングの後、アース線は2つの部分に分割され、そのうちの1つはアナログアースであり、すべてのアナログ回路アースはこのアナログアースに接続されます。 もう1つはデジタルグランドで、デジタル部品の回路グランドはすべてこのデジタルグランドに接続されています。

2. DC電源電圧安定化チップもフィルタリング後に2つに分割され、そのうちの1つはLC / RCフィルタリング後にアナログ電源として使用され、すべてのアナログ部品の回路電源はこのアナログ電源に接続されます ; もう1つはデジタル電源です。 デジタル部品の回路電源はすべてこのデジタル電源に接続されています

注: アナログ グランド/デジタル グランドおよびアナログ電源/デジタル電源は、電源の最初の部分を除いて接続できません。

AVCC: アナログ部用電源。 AGND: アナロググランド

DVCC: デジタル部の電源; DGND: デジタルアース

この区別は、デジタル部分をアナログ部分から分離し、デジタル部分のアナログ回路部分への干渉を減らすためです。 ただし、この 2 つの部分を完全に分離することはできません。 デジタル部分とアナログ部分の間に接続があります。 したがって、少なくとも電力供給中は一緒にいる必要があります。 したがって、AGND と DGND は 0 オームの抵抗、磁気ビーズ、またはインダクタで接続する必要があります。 このようなポイント接続により、干渉を減らすことができます。 同様に、2 つの部品の電源が同じ場合は、この接続方法も使用する必要があります。

電子システムの設計では、回り道を避けて時間を節約するために、設計が完了した後に干渉防止のための是正措置を回避するために、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、干渉を発生させるコンポーネント、機器、または信号を指します。 数学用語で言うと、di/dt が大きい du/dt が干渉源です。 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。 典型的な干渉伝播経路は、ワイヤを介して伝導され、空間から放射されます。

(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、マイクロコントローラー、デジタルIC、微弱信号増幅器など 敏感なデバイスのパフォーマンス。

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、干渉防止設計において最も優先順位が高く、最も重要な原則であり、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) リレー接点の両端に火花抑制回路を並列に接続し（一般的には RC 直列回路、抵抗 K ～数十 K、容量 0.01uF）、電気火花の影響を軽減します。

(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) 基板上の各 IC には 0.01 μ F～0.1 μ F の高周波コンデンサを並列に接続し、IC の電源への影響を低減してください。 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) 高周波ノイズの放射を減らすために、配線中に 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、絶縁フォ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。 PCB アセンブリ、PCB 設計、および PCB 処理の製造業者は、PCB 設計の接地問題の本質を紹介します。