AP174

　電源グランド層の

  近接効果の写真によるプレゼンテーション

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PCB の導体が近接しているとそれらの導体の信号はお互いに干渉します。その干渉をクロストークと言います。.近接する導体のクロストークの影響は近接する電界の干渉によって直接制御できます。電界の交錯を最低限にすることでクロストークを最小限に抑え、最大の信号品質を確保します。

信号導体へ電源グランド層を近づけることによって導体周りで発生する干渉領域を大幅に抑えることができます。

表面 microstrip の例

このアプリケーション ノートの例はシングル エンドの表面 microstrip と stripline 構造に関するものです。

表面 microstrip 構造では電界および等電位線は下にある基材内よりも空中（比誘電率が低いところでは）に延びています。

以下の 3 つの図は導体の電界領域を下にある基材の高さを低くし、電源グランド層を導体に近づけることで大幅に小さくする方法を示しています。以下の 3 つの図では、 同じ電圧の間隔で線を引いた、つまり導体が +１Vの場合、等高線は 0.1V離して描いた 10 本の等電位等高線を示しています。


図 1:比誘電体および空中の電界分布
比誘電体の高さ = 500 ミクロン
 Er = 4.5

図 2:比誘電体および空中の電界分布
比誘電体の高さ = 250 ミクロン
 Er = 4.5

　


図 3:比誘電体および空中の電界分布
比誘電体の高さ = 125 ミクロン
 Er = 4.5

　

下図は Er 値をさまざまに変えた場合のシングル エンド stripline 構造の等電位電圧の分布を示しています。電圧分布は上下の電源グランド層によって限定されます。


図 4：複数の比誘電体構造の等電位分布
導体上部の比誘電体の高さ = 500 ミクロン
導体下部の比誘電体の高さ = 250 ミクロン
導体上部の低 Er
導体下部の中間 Er

　


図 5：複数の比誘電体構造の等電位分布
導体上部の比誘電体の高さ = 500 ミクロン
導体の下部の比誘電体の高さ = 250 ミクロン
導体上部の低 Er
導体下部の中間 Er

　

2 つの構造間では電位分布に大きな変化はありません。比誘電体の違いによる変化は電源グランド層を近づけることによって消されています。

電界強度を調べれは同じ状況で別の光景が見られます。


シングル比誘電体表面 microstrip 構造の電界強度のイラスト
比誘電体の高さ  = 250 ミクロン
 Er  = 4.5

 上図の電界強度は矢印の大きさで表しています。導体の一番近い電界密度をよく見てください。

　


複数の比誘電体構造の電界強度のイラスト

導体上部の比誘電体の高さ = 500 ミクロン
導体下部の比誘電体の高さ = 250 ミクロン

上述の如く、影響される領域は電源グランド層を導体に近づけることによって小さくすることができます。

Polar ではこの種の図式による情報を Si8000m フィールド ソルビング インピーダンス計算ソフトウェアにオプション のパッケージとして加えるか現在市場動向を調査しています。この図式による情報が有効だと思われましたらその旨こちらにご登録お願いします。  　　　　　　　　　▲ページトップへ

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