PCB設計電源グランドプレーンオーバーラップルール

配線はPCB設計の重要な部分であり、PCB設計全体の中で最大かつ最も時間のかかる部分でもあります。 PCBレイアウト作業を行うとき、エンジニアは面取りルール、 3 Wルールなどのいくつかの基本ルールに従う必要があります。

グラウンドループルール

ループの最低限のルールは、信号線とそのループによって形成されるループの面積をできるだけ小さくすることです。ループ面積が小さいほど、外部放射は少なくなり、外界から受ける干渉は小さくなります。このルールに対応して、グランドプレーンを分割するときは、グランドプレーンの配置と重要な信号トレースを考慮して、グランドプレーンのスロットによる問題を防止する必要があります。 2層ボード設計では、電源用に十分なスペースを残す場合、残りの部分を基準接地で埋め、両面接地信号を効果的に接続するために必要な接地ビアを追加する必要があります。いくつかの主要な信号にグランド絶縁を使用する。より高い周波数の一部の設計では、接地信号ループの問題に特別な配慮が必要です。多層基板の使用を推奨します。

シールド保護ルール

グランドループルールに対応。実際、信号のループ領域を最小限に抑えることも目的です。これは、クロック信号や同期信号など、いくつかのより重要な信号でより一般的です。特に高周波の特に重要な信号については、銅シャフトケーブルを検討する必要があります。シールド構造の設計、つまり、配電線は地面、左面、右面、地面から分離されており、シールド面と実際のグラウンド面を効果的に組み合わせる方法を検討する必要があります。

クロストーク制御ルール

クロストークは、PCB上の異なるネットワーク間の長い並列配線によって引き起こされる相互干渉を指します。これは、主に、並列ライン間の分散容量と分散インダクタンスが原因です。クロストークを克服するための主な対策は次のとおりです。

並列配線の間隔を広げて、 3 Wルールに従います。

接地線を平行線の間に挿入します。

配線層とグランドプレーンの間の距離を短くしてください。

3 Wルール

ライン間のクロストークを減らすには、ライン間隔を十分に大きくする必要があります。ラインの中心間隔がライン幅の 3 倍以上である場合、 70％の電界が互いに干渉し合うのを防ぐことができます。これは 3 Wルールと呼ばれます。電界の 98％が互いに干渉しないようにしたい場合は、 10 W間隔を使用できます。

ルート制御ルール

ルーティング方向制御規則は、隣接するレイヤーのルーティング方向が直交構造を形成することです。不要な層間干渉を減らすために、隣接する層に同じ方向に異なる信号線を配置することは避けてください。ボード構造が制限されている場合（一部のバックプレーンなど）、特に信号レートが高い場合、この状況を回避することは困難です。各配線層をグランドプレーンで分離し、各信号ラインを接地信号ラインで分離することを検討する必要があります。

アライメントの開ループ検査ルール

主にGG引用;アンテナ効果GG引用;を回避するために、一般に片方の端に浮線を付けることはできません（ダングリングライン）。不要な干渉放射と許容を削減します。そうしないと、予測できない結果が生じる可能性があります。

ルートの閉ループ検査ルール

信号線が異なる層の間に自己ループを形成するのを防ぎます。このような問題は多層基板の設計で発生する傾向があり、セルフループは放射干渉を引き起こします。

面取りルール

PCB設計では、不必要な放射や不十分なプロセスパフォーマンスを引き起こすため、鋭角および直角を避ける必要があります。

デバイスの分離ルール

必要なデカップリングコンデンサをプリントプレートに追加して、電源の干渉信号を除去し、電源信号を安定させます。電源は、フィルタコンデンサの後の電源ピンに接続することをお勧めします。

電源接地面の整合性ルール

ビアが密集している領域の場合、電源とグラウンド層のくり抜かれた領域にある穴が相互接続しないように注意する必要があります。これにより、グランド層の信号線のループ面積が増加します。プレーン層の破壊を回避するために、ビアの間隔は、ファンアウトを実行するときに少なくとも1つの信号ラインを使用できることを少なくとも保証する必要があります。

電源グランドプレーンのオーバーラップルール

異なる電源層は、空間の重複を避ける必要があります。主な目的は、さまざまな電源間、特に非常に異なる電圧を持つ電源間の干渉を減らすことです。電源プレーンの重複は避けなければなりません。避けるのが難しい場合は、中間区間の形成が考えられます。

20 Hルール

電源層とグランド層の間の電界が変化しているため、基板の端で電磁干渉が外部に放射されます。これはエッジ効果と呼ばれます。解決策は、電源層を縮小して、電界がグランド層の範囲内でのみ伝導されるようにすることです。 1つのH（電源とアースの間の中間の厚さ）を単位とします。収縮すると、 20 Hによって電界の{{}}％がグランドレイヤーのエッジに制限される場合があります。収縮 100 Hは電界の 98％を制限する可能性があります。