マイコン+モータ駆動の回路にはリターン経路が必須~日々の設計から

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2020年、現在は、心理カウンセラー・コミニケーション研修講師の活動を行なっています。

基板設計については、活動を行なっておりません。基板設計に関してお問い合わせいただきましても、心理カウンセラーの活動が多忙なため、お返事が難しい状況です。

(過去のログとして記事は公開しています。)

クロック配線やDDR2、DDR3などの高速信号配線や、モーターを駆動するドライバーICの信号配線では、電流が発信源から受信先に到達した後に、グラウンドの経路を通って発信源に戻ります。この戻る電流のことを「リターン電流」と言います。

また戻る際に通るグラウンドの経路を「リターン経路」と呼びます。

高速信号の配線では、上記のリターン経路が適切に設けられていることが非常に重要です。

リターン経路は、

1)対象信号経路と同一層または隣接層(対象信号がある層の上下層)にあること

2)対象信号から近い距離にリターンの経路があること

が大切です。

リターン経路がない、または上記の条件を満たしていないと

1)信号品質の低下 シミュレータを使って理想の経路の場合、リターン経路がない場合をシミュレーションすると下記の様に明らかな違いがでてきます。

リターンパスとTDR検証-008

 

2)高速信号から放射ノイズが発生する

などの問題が出る場合があります。

例えば、オシロスコープ等で見たとき、理想の信号波形と異なる波形になっている場合、不適切なリターン経路である場合があります。

そこで私たちは高速信号配線ごとに、EMCアドバイザー というツールを使って、リターン経路を可視化して適切なリターン経路になっているか確認しています。

スクリーンショット 2014-03-13 16.19.29

濃いピンク色になっている部分がリターンの経路です。

スクリーンショット 2014-03-13 17.53.24

また上記の様に、適切か、不適切か数値でも確認できます。

私たちが設計を行う際には、高速信号配線を専用ツールを使用して1本づつ確認して基板の設計品質向上をは図っています。

以上、日々の設計の中の一コマの紹介です。

 

 

 

 

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この記事を書いた人

菊地 健介

感性と心を大切にする経営者、菊地健介です。
約30年プリント基板設計を仕事にしてきて、そのうち17年間は基板設計者と社長という2足のわらじで会社を経営してきました。
この過程で自分と自分の周囲に起こってきたつらくて悲しい経験から、心豊かな幸せを実現するためには感性もちゃんと使うこと、更に感性と理性のバランスを取ることが重要であることに気がつきました。
今は、それらの体験を生かして、カウンセリングやコンサルティングもしています。
また、更に深くカウンセリングを勉強していくその過程でのいろいろな気づきをブログで発信しています。