リターンパスの最短化によるEMI対策

 配線上の電流が変化するとき,近くの金属に逆方向の電流が流れます.近くの金属が途切れた場合,配線インピーダンスが変化し,信号は反射するだけでなく,迂回したリターン電流により大きなループアンテナを形成してEMIは悪化します.
電気信号(ディジタル、高周波)は伝送線路をどのように進むか_●5. 電気信号は線路の周囲の空間を伝わる

 

 リターン電流を最短で戻すためには,信号線とセットになるリターンパスを設けることが重要です.
ノイズ対策.com_リターンパス
ノイズ対策.com_同一層で配線を行う
沖プリンテッドサーキット_基板ノイズ対策の基礎
EMC のための設計テクニック (第2版)_3.2.4 差動モード (DM) とコモン・モード (CM)
ノイズ対策.com_7.差動ペア信号は平行にパターン配線を行う
EMC のための設計テクニック (第2版)_5.6.5 差動整合伝送線路

 

 特に大電流を高速にスイッチングする経路ではリターンパスを最短にする事がとても重要です.
ノイズ対策.com_スイッチング部のループは小さくする
アナログデバイセズ_DC/DCコンバータのグラウンド・バウンスを抑える ?グラウンディングの基本
スイッチングレギュレータの基板設計

 

 実際に,リターン電流を迂回させるようなレイアウトとした場合の電界強度や電流の分布をシミュレーションした結果が以下のページで紹介されています.
宮城県産業技術総合センター_基板配線からの放射ノイズについて
宮城県産業技術総合センター_基板パターンからの放射ノイズについて

 

 IC電源のループ電流を最小にするためによく使われるのはバイパス(デカップリング)コンデンサです.電源-GND間に流れる電流のループをコンデンサでバイパスしてやることにより,電流ループを小さくできます.
村田製作所_ノイズ問題を複雑にする要因

 

 基板設計時にリターンパスを分断している箇所を解析してくれるツールを使うのも有効な手段です.ただし発見できるパターンは100%ではないので注意が必要です.
DEMITASNX_EMIチェックルールの妥当性

 

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