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課題解決事例

パターン設計の最適化で放射電磁界イミュニティ試験通過

基盤の種類【用途】 センサー基板
基板種類
【搭載機器・設備】
計測機器
アナログ回路の種類 電圧増幅
課題内容 ノイズ対策による放射電磁界イミュニティ試験通過
サービス提供範囲 回路設計・基板設計・基板製造・基板実装

お客様の課題

お客様の課題

他社にて設計した計測機器用基板が放射電磁界イミュニティ試験を通過しないとのことで、基板設計の最適化を当社に依頼頂きました。
基板を確認したところオペアンプ回路から出力される信号にノイズが乗ってしまい誤動作していることが分かりました。

さらにアートワークの調査を進めていくと、以下の点に問題があることが分かり、改善が必要でした。

①電源ICと制御系ICが基板の表裏で重なり合っており、電源ノイズが信号に乗ってしまう

②GNDを細かく分離している関係で、各々のGNDに属する信号のリターンパスが別のGNDによって寸断されている(GNDと信号がペアで配線されていない)。

③同様にGNDとペアになる電源も各々のGNDと別ルートで配線されている

④信号増幅を行うオペアンプのGNDについて最適な配線がされておらず、ループが大きくなっている


プリント基板のアートワークにおいて、例えばデジタル電源・デジタルGNDとその電源で駆動するデバイスの信号、アナログ電源・アナログGNDとその電源で駆動するデバイスの信号はそれぞれペアで同じエリアで配線されることが基本となります。

信号が別エリアに侵入したり、各GNDが分断されると信号のリターンパスが大きくループすることにより、ノイズに弱い基板設計となってしまいます。

アナログ回路・基板 設計製作.comの対応・提案

アナログ回路・基板 設計製作.comの対応・提案

従来の基板は、ノイズ対策が最適化されていなかったため、お客様にて設計された回路の見直しも含めて、提案を行いました。

改善にあたり、まず回路自体に問題がないことを確認するため、評価基板を試作しています。前述した問題点を改善しつつ極力シンプルに配線し、基板アートワークに起因する懸念を極力排除した設計を行い、基本的な回路設計に問題がないことを確認しました。

評価基板で問題がないことを確認し、量産基板を作成することとなりました。基本設計コンセプトとして評価基板の配置を踏襲しつつ、製品版の基板外形、構造にマッチするようコンパクトに纏めて設計しています。

設計後、EMI抑制支援ツールDEMITAS-NXにてEMI電源-GNDプレーン共振解析を行い、共振抑制設計を取り入れました。

効果・当社のサービス

効果・当社のサービス

設計だけではなく、基板製造~基板実装も含めて、当社にて対応させて頂き、お客様に納品させて頂きました。放射電磁界イミュニティ試験も無事通過することができました。

アナログ回路・基板 設計製作.comは、基板の耐ノイズ設計を得意とします。ノイズ対策の知見、ノウハウを数多く保有しており、高品質な基板を提供できるため、皆様に選ばれ続けてきました。ノイズにお悩みをお持ちの皆様、お気軽に当社にご相談ください。

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