VIIP PCB混合シグナル干渉ソリューション：パワーフィルターとレイアウト最適化戦略に関する議論

I. 電磁干渉の定義

電磁干渉（EMI）とは、電圧と電流が導電性培地または電磁界の存在下に存在するときに発生する電磁現象を指し、デバイス、機器、またはシステムの性能を低下させる可能性があり、生物や物質に悪影響を与える可能性があります。 主に2つのタイプに分かれています：実行された干渉と放射干渉。 実行された干渉とは、導電性媒体を介して、ある電気ネットワークから別の電気ネットワークへの結合（干渉）を指します。一方、放射干渉とは、干渉ソースからスペースを介した別の電気ネットワークへの結合（干渉）を指します。

II. 電磁干渉の生成

電磁干渉の生成は、主に内部干渉と外部干渉に起因します。 内部干渉は、主に電子デバイス内のさまざまなコンポーネント間の相互干渉に由来します。たとえば、電力線の分布容量と断熱抵抗によって生成される漏れ電流によって引き起こされる干渉、信号線間のインピーダンス結合、送電線、導体間の相互誘導によって引き起こされる干渉です。 外部干渉とは、稲妻や近くの電気機器のスイッチング操作など、回路、機器、またはシステムに干渉する電子機器またはシステム以外の要因を指します。

III. 電磁干渉を抑制するための戦略

1. パワーフィルター

電源フィルターは、コンデンサ、インダクタ、抵抗器で構成されるフィルタリング回路で、主にそのポイントを超えた電力線または周波数の特定の周波数ポイントを除外するために使用されるため、特定の周波数で電力信号を取得するか、特定の周波数の後に電力信号を排除します。 パワーフィルターの主な原理は、インピーダンスマッチングネットワークです。これは、電源フィルターと出力側と荷重側の出力側のインピーダンスマッチングを増加させることにより、電磁干渉を効果的に減衰させます。 したがって、パワーフィルターを正しく選択して使用すると、デバイスの電磁干渉の問題にある程度対処できます。

2. 外部干渉の結合（入力と出力）

外部干渉の結合は、主にフィルターの入力端と出力端で発生します。 この結合を減らすには、フィルターの入力回路と出力回路を合理的に設計し、フィルターのレイアウトと接地方法を最適化する必要があります。 たとえば、コモンモードのチョークまたはディファレンシャルモードコンデンサを入力端に追加して、コモンモードまたは差動モード干渉をフィルタリングできます。

3. スイッチチューブ

電子デバイスの重要なコンポーネントとして、スイッチチューブの変化する動作状態は電磁干渉を生成する可能性があります。 この干渉を減らすために、より低い電磁放射のスイッチチューブを選択するか、スイッチチューブの駆動回路と動作モードを最適化することにより、生成する電磁干渉を減らすことができます。

4. トランス

トランスは、主に磁場の変化により、動作中に電磁干渉を生成する可能性があります。 この干渉を減らすために、低磁気漏れと低ノイズのある変圧器を選択するか、トランスのレイアウトと接地方法を最適化することで生成する電磁干渉を減らすことができます。

5.  ダイオードとエネルギー貯蔵インダクタ

ダイオードとエネルギー貯蔵インダクタは電子デバイスで広く使用されていますが、動作状態の変化も電磁干渉を生成する可能性があります。 この干渉を減らすために、優れた電気性能を備えたダイオードとインダクタを選択するか、動作サーキットとレイアウトを最適化することで電磁干渉を減らすことができます。

6. PCBレイアウトとルーティング

      PCBのレイアウトとルーティングは、電磁干渉に大きな影響を与えます。 電磁干渉を減らすには、高周波信号線と機密信号線を可能な限り分離して、それらの間の結合を減らすことにより、PCBのレイアウトを最適化する必要があります。 さらに、電磁放射とクロストークを最小限に抑えるために、過度に長く、薄い、または複雑な痕跡を避けるために、ルーティングを合理的に設計する必要があります。

結論として、電力フィルターは機器の干渉の問題に対処するための効果的な手段ですが、外部干渉、スイッチチューブ、変圧器、ダイオード、エネルギー貯蔵インダクタ、PCBレイアウト、ルーティングの最適化など、電磁干渉を抑制するために他の戦略を組み合わせることも必要です。 機器の電磁干渉の問題に包括的かつ効果的に対処することによってのみ、実際のアプリケーションで最良の干渉抑制の結果を達成できます。 機器の特定の条件と干渉ソースの特性に基づいて、適切な戦略を選択することが重要です。