現在、電子システムのクロック周波数は数百メガヘルツであり、使用されるパルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジはサブナノ秒の範囲にあり、高品質のビデオ回路もサブナノ秒のピクセルレートに使用されます。 これらのより高い処理速度は、エンジニアリングにおける絶え間ない課題を表しています。 したがって、コネクタの電磁干渉の問題を防止および解決する方法は、私たちの注目に値します。
回路の発振速度が速くなり（立ち上がり/立ち下がり時間）、電圧/電流の振幅が大きくなり、問題が大きくなります。 したがって、今日、電磁両立性（EMC）を以前よりも解決することはより困難です。
回路の2つのノードの前では、急速に変化するパルス電流は、いわゆる差動モードのノイズ源を表しています。 回路周辺の電磁界は他の部品と結合して接続部に侵入する可能性があります。 誘導性または容量性結合ノイズは、コモンモード干渉です。 無線周波数干渉電流は互いに同じであり、システムは次のようにモデル化できます。ノイズ源、& quot;犠牲回路& quot;で構成されます。 または& quot;レシーバー& quot;、およびループ（通常はバックプレーン）。 干渉のサイズを説明するために、いくつかの要因が使用されます。ノイズ源の強度、干渉電流の周囲の領域のサイズ、および変化率です。
したがって、回路に望ましくない干渉が発生する可能性はありますが、ノイズはほとんどの場合同じモデルです。 入出力（I / O）コネクタとシャーシまたはグランドプレーンの間にケーブルを接続すると、RF電圧が発生したときに、許容エミッションレベルを超えるのに数ミリアンペアのRF電流で十分な場合があります。
ノイズの結合と伝播
コモンモードノイズは、不合理な設計が原因で発生します。 いくつかの典型的な理由は、異なるペアの個々のワイヤの長さが異なるか、電源プレーンまたはシャーシまでの距離が異なることです。 もう1つの理由は、磁気誘導コイルや変圧器、コンデンサ、アクティブデバイス（特殊集積回路（ASIC）のアプリケーションなど）などのコンポーネントの欠陥です。
磁性部品、特にいわゆる& quot;鉄心チョーク& quot; タイプのエネルギー貯蔵インダクタは、電力変換器で使用され、常に電磁界を生成します。 磁気回路のエアギャップは、より多くの電力が消費される直列回路の大きな抵抗に相当します。 その結果、鉄心チョークコイルがフェライト棒に巻かれ、棒の周りに強い電磁界が発生し、最も強い電磁界強度が電極の近くにあります。 リトレース構造を使用したスイッチング電源では、トランスに強い磁界の間にギャップがなければなりません。 磁場を維持するのに最も適した要素はスパイラルチューブであり、電磁場はチューブコアの長さに沿って分散されます。 これが、高周波で動作する磁性元素にスパイラル構造が好まれる理由の1つです。
不適切なデカップリング回路も干渉源になることがよくあります。 回路に大きなパルス電流が必要で、部分的なデカップリング中に小さな静電容量または非常に高い内部抵抗の必要性が保証されない場合、電源回路によって生成される電圧は低下します。 これはリップル、または端子間の急激な電圧変化に相当します。 パッケージの浮遊容量により、干渉が他の回路に結合し、コモンモードの問題を引き起こす可能性があります。
コモンモード電流がI / Oインターフェース回路を汚染する場合、コネクタを通過する前に問題を解決する必要があります。 この問題を解決するには、さまざまなアプリケーションを使用してさまざまな方法を使用することをお勧めします。 ビデオ回路では、I / O信号はシングルエンドであり、同じ共通ループを共有します。 これを解決するには、小さなLCフィルターを使用してノイズを除去します。 低周波数の直列インターフェースネットワークでは、ノイズをボトムボードに分流させるには、ある程度の浮遊容量で十分です。 イーサネットなどの差動駆動インターフェースは通常、トランスを介してI / O領域に結合され、結合はトランスの片側または両側のセンタータップによって提供されます。 これらのセンタータップは、信号が歪まないように、コモンモードノイズを底板に分流させるために高電圧コンデンサを介して底板に接続されています。
I / Oエリアのコモンモードノイズ
すべてのタイプのI / Oインターフェイスの問題を解決するための普遍的なソリューションはありません。 設計者の主な目標は回路を適切に設計することであり、単純であると考えられる詳細を見落とすことがよくあります。 いくつかの基本的なルールは、コネクタに到達する前にノイズを最小限に抑えることができます。
1）デカップリングコンデンサを負荷の近くにセットします。
2）前縁と後縁の急速に変化するパルス電流のループサイズは最小にする必要があります。
3）大電流デバイス（つまり、ドライバーとASIC）をI / Oポートから遠ざけます。
4）信号の完全性を測定して、特に大電流の重要な信号（クロックやバスなど）のオーバーシュートとアンダーシュートを最小限に抑えます。
5）RF干渉を吸収するために、RFフェライトなどのローカルフィルタリングを使用します。
6）ベースボードへの低インピーダンスラップ接続、またはベースボードのI / O領域のリファレンスを提供します。 RFノイズとコネクタ
エンジニアがI / O領域のRFノイズを低減するために上記の予防策の多くを講じたとしても、これらの予防策が排出要件を満たすのに十分成功するという保証はありません。 一部のノイズは伝導干渉、つまりコモンモード電流が内部回路基板に流れます。 この干渉の原因は、バックプレーンと回路の間です。 したがって、このRF電流は、インピーダンスが最も低いパス（底板と信号伝送ラインの間）を流れる必要があります。 コネクタが（ベースプレートとのオーバーラップで）十分に低いインピーダンスを示さない場合、RF電流は浮遊容量を流れます。 このRF電流がケーブルを流れると、必然的にエミッションが発生します。
コモンモード電流をI / O領域に注入するための別のメカニズムは、近くの強力な干渉源の結合です。 一部の& quot;シールドされた& quot; 干渉源はPC環境などのコネクタの近くにあるため、コネクタは役に立ちません。 コネクタとバックプレーンの間にギャップがある場合、ここで誘導されるRF電圧はEMC性能を低下させる可能性があります。
コネクタをシールドする方法、フィンガーリードまたはガスケットを追加する方法があります。 コネクタの重なりは、コネクタとケーシングの間の隙間を埋めるためのものです。 この方法にはライナーが必要です。 金属製ガスケットは、適切に取り扱われている限り、つまり表面が汚染されていない限り、手がガスケットに触れたり損傷したりしない限り、また良好な低さを維持するのに十分な圧力がある限り、より優れています。 -インピーダンス接触。
もう1つの方法は、コネクタをコネクタに取り付けるか、コネクタをハウジングに取り付けることです。 このとき、最大接触面はわずかに小さくなり、タブのサイズと弾性は厳密に制御する必要があります。 シールドコネクタを取り付ける場合は、ケーシングに開口部を設け、開口部側面の油分を取り除いてください。 慎重に作ってください。 公差が適切でない場合、コネクタはケーシングの奥深くに沈み、オーバーラップが中断されます。 すべてのEMCエンジニアは、& quot;優れた& quot; システムの場合、この問題は起動要件を満たし、生産ラインで時間内にチェックする必要があります。 重要な領域のオイルに取り付けられた、固定されていない、または曲がったガスケットは故障します。
EMIコネクタが選択された理由は次のとおりです。
1）導電性発泡プラスチックは非常に柔らかく、コネクタの全周に配置できます。 これにより、他のケーシングとガスケットに関連する問題が解消されます。
2）機械エンジニアは、システムシャーシの許容範囲内にコネクタを取り付けることができます。
3）コネクタとシャーシは、良好な接触を確保するために低インピーダンスで接続されています。 キャビネット壁の内側のライナーは、塗装が必要でマスキングが必要な場合は、より柔らかい素材で作ることができます。
4）強制冷却が必要な設計の場合、ガスケットには別の機能が必要です。空気漏れを減らすために、コネクタとケーシング壁の間の継ぎ目をシールする必要があります。 ほこりの多い環境では、ガスケットはシステムを清潔に保つのに役立ちます。
