PCB設計におけるSDRAM信号の放射干渉を改善する方法

良いPCB設計とは、SDRAM信号からの放射干渉がないことです。信号線をできるだけ短くし、PCBボードの誘電率を高くすることで、これを実現できます。さらに、ワイヤーやケーブルの接続部に磁気ビーズを配置することもできます。

PCBボードの誘電率を上げる

高速回路を使用する場合、トレースのインピーダンスを一致させる必要がある。そうしないと、RF エネルギーが放射され、EMI 問題を引き起こす可能性がある。この問題を解決する良い方法は、信号終端を使用することである。これにより、反射やリンギングの影響を緩和し、高速の立ち上がりエッジや立ち下がりエッジを遅くすることができる。PCB基板に使用される材料は、トレースのインピーダンスに大きな役割を果たす。

ベストプラクティスは、主要な信号を別々に、できるだけ短く配線することである。こうすることで、干渉信号のカップリングパスの長さを最小限に抑えることができる。クロック信号と重要な信号線は最初に配線する。重要でない信号線は最後に配線する。さらに、キー信号の配線は、パッドやスルーホールのビアによって形成されるスペースを超えないようにしてください。

信号線をできるだけ短くする

PCB設計において信号線を短く保つことは、EMIやクロストークの問題を回避するのに役立つ。信号のリターンパスは、基準平面上のトレースの投影として定義されます。この基準平面を連続的に保つことが非常に重要です。場合によっては、信号のスイッチングや電源層の分割技術を使用することで、リターンパスを削減することができます。そのような場合、SDRAM 信号は PCB の内層に配置する必要があります。

信号のリターンパスが長いと、クロストークや相互カップリングが大量に発生する。したがって、信号線はできるだけ短くすることが重要である。信号線の長さは、隣接するグランドプレーンにできるだけ近づけるように設定する。また、入力端子と出力端子の平行リード線の数を減らすことも不可欠である。必要であれば、2本のリード線の間にアース線を追加することで、リード線間の距離を短くしたり、長くしたりすることができる。

フェライトビーズの使用

フェライトビーズは、sdram 信号を含む回路の放射干渉を低減するために使用される。ビーズは回路内の個々の導体に使用される。これらのビーズの使用には慎重な検討が必要である。例えば、シングルボード・コンピュータのCPUは一般的に高周波で動作し、クロックは数百メガヘルツになることが多い。同様に、パワーレールもRFの影響を受けやすい。

フェライト磁気ビーズの主な特性は、低周波電流に対する抵抗が非常に小さく、高周波電流に対する減衰が非常に大きいことである。これらの特性により、従来のインダクタよりもノイズ吸収効果が高い。最適な結果を得るためには、メーカーが技術仕様を提供する必要があります。そうすることで、ユーザーは回路に適したインピーダンスを決定することができる。

グラウンド・フィル・パターンの使用

放射妨害は、電子機器の誤作動を引き起こす可能性のある問題です。あらゆる周波数帯域で発生する可能性があり、信号品質を損なう原因となります。幸いなことに、放射妨害を改善する方法はいくつかあります。この記事では、使用可能ないくつかのテクニックを概説します。

一つのテクニックは、グランドトレースを延長することである。こうすることで、PCB上の空きスペースを埋めることができる。例えば、2層基板では、グランド・トレースを最上層から最下層まで延長する。また、グラウンド・トレースは長すぎてもいけない。PCB設計でグランドフィルパターンを使用することで、設計者は出力端子と入力端子の間の距離を縮めることができる。

もう一つの方法は、基板のエッジに近すぎるトレースによって引き起こされる放射干渉の量を減らすためにビアステッチを使用することです。こうすることで、基板のエッジの周りにビアのリングを形成し、基板をEMIから保護します。ビアステッチは、2層および4層基板で特に有益です。

伝送路の反射を避ける

PCBを設計する際、伝送線路の反射を避けることは極めて重要である。これは、ソース信号とデスティネーション信号の間のインピーダンスの変化によって起こります。これは、PCBの誘電率や高さなど、様々な要因の結果として起こり得ます。

まず、リターン電流が同じレイヤーを通過する必要があるため、PCBは基準プレーンの導通を維持できなければならない。この連続性は、信号スイッチングや電源層分割を使用する場合に不可欠である。リターンパスを可能な限り短くするもう一つの方法は、PCBの内層にコンデンサーを組み込むことである。

伝送線路の反射を避けるもう一つの解決策は、トレースを近づけすぎないようにすることである。こうすることで、高速信号で深刻な問題となるクロストークの可能性を減らすことができる。