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PCBニュース - 高速回路基板の接地バウンス

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PCBニュース - 高速回路基板の接地バウンス

高速回路基板の接地バウンス

2021-11-03
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Author:Kavie

完全な信号ループ、U 1はドライバであるU 2は受信機であるL 1、L 3はそれぞれ、UI信号出力ピンおよび接地ピンのパッケージインダクタンスであるL 2、L 4はU 2信号出力ピンと接地ピンのそれぞれのインダクタンスである。簡単な状況を考慮する。信号経路の基準面は、デバイスUIとU 2の「グランド」であり、コンポーネントの信号ピンは接地ピンに近くない。

高速回路


基本的な電磁法則によれば、ループに電流があると、信号経路と戻り経路の周りに磁気コイルが発生する。1パス付近の磁力線は、パス内の電流によって発生する磁気コイル(自己磁気コイル)である。それは2つの部分から構成されています:その周りの他の電流経路によって生成される磁気コイル(相互磁気コイル)。すなわち、信号電流が流れる導体はインダクタンスを有し、そのインダクタンスは自己インダクタンスと相互インダクタンスの2つの部分から構成される。2つの経路の電流の向きは逆であり、磁気コイルの向きも反対である。したがって、経路の全インダクタンスは、自己インダクタンスと相互インダクタンスの差である。信号経路の自己インダクタンスがLaである場合戻り経路の自己インダクタンスはLBであるつの相互インダクタンスはラボです

ループ内の電流が変化すると、誘導電圧が全てのインダクタにわたって発生する。リターンパスに発生する電圧は接地バウンスであり、接地バウンス電圧は電流がどの程度速く変化するかに依存する。

グランドバウンスは、リターンパス上の2点間の電圧であり、ループ内の急速に変化する電流によって生成される。接地爆弾は駆動端にほとんど影響を与えず,受信信号に重畳した雑音に等しい受信に影響を与える。複数の出力ゲートスイッチが同時にオン状態になると、グランドバウンスノイズが数回増加する。


接地バウンス電圧を低減するには2通りしかない。

φはループ電流の変動を最小にする。これは、エッジ変化のレートを減らし、リターンパスを共有する信号経路の数を制限することを意味する

第2番目は、戻り経路のインダクタンスをできるだけ小さくする。リターンパスインダクタンスの低減は、リターンパスの自己インダクタンスを減少させ、信号経路とリターンパス間の相互インダクタンスを増加させる2つの態様を含む。自己インダクタンスを減らすことは、帰還経路をできるだけ緩めるようにすることである。相互インダクタンス手段を増加させることによって、帰還経路と信号経路をできるだけ短くすることができる。

以下にいくつかの具体的な対策を示します。

Aを使う 多層PCB 力と地面の基準面をレイアウトする, そして、最も低い電源またはグラウンド・ピン・インダクタンスおよびインピーダンスを確実にするためにプレーン上のコンポーネントの電源ピンおよび接地ピンをはんだ付けする

は、低スイッチング速度のコンポーネントを使用してください

部品のための接地角、パッケージの間、グラウンド・ピンは加えられることが可能である。そして、電源ピンは電源段のために割り当てられることができて、入力回路のための接地参照ピンを割り当てることができる

は、得点チェックの入力方法を採用します

ソケットを使用しないでください。

そして、部品のグランドピンにデカップルコンデンサをできるだけ近接させる。

グラウンドバウンスは、ロジックコンポーネントによって生成されるノイズ源です。より高速でより速い信号エッジ速度と電圧スイッチング速度のために、グランドバウンスは時々重大な問題になることができます、そして、設計するとき、より多くの注意を払わなければなりません。

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