PCB 설계에서 가드 트레이스 / 링 구현

pcb guard trace / ring에 대한 기사를 읽었습니다. 그러나 그들 중 누구도 그것을 올바르게 숙달하는 방법에 대해 논의하지 않았습니다. 내가 찾을 수있는 것은 현재 나를 도울 수없는 사진과 비교였습니다!

내가 알고 싶은 것은 다음 회로를 전류 누설 방지 방법으로 만드는 방법입니다 (디자인 사례-PCB 재료와 SIR이 큰 역할을한다는 것을 알고 있습니다).

회로는 저항을 통해 최대 30V를 공급하며 각 저항은 커패시터에 연결됩니다. 그런 다음 각 커패시터는 스위치 매트릭스에 연결되고 마지막으로 스위치 매트릭스의 단일 출력은 피코 전류계에 연결되어 커패시터의 누설 전류를 측정합니다.

회로의 누설 전류에 관심이 있는지 궁금합니다. 그렇다면 어떻게 개선 할 수 있습니까?

이것은 내 테스트 회로입니다.

커패시터를 와이어로 회로에 연결하는 것을 생각하고 있습니다. 즉, 내가 설계 한 작은 회로의 와이어로 납땜 된 커패시터의 한 핀이며, 다른 핀은 피코 전류계로 이동하는 BNC 쉴드에 납땜 된 와이어를 사용합니다. 전압원 (SMU)과 공통

가드 링은 전통적으로 회로의 고 임피던스 노드를 표면 누설 전류로부터 보호하는 데 사용됩니다. 가드 링은 낮은 임피던스 소스에 의해 고 임피던스 노드와 동일한 전압으로 구동되는 구리 링입니다. 이것은 일반적으로 연산 증폭기의 입력 핀입니다.

다음은 National Semi의 AN-241 에서 금속 캔을위한 클래식 가드 링 레이아웃의 예입니다 .

다음은 Analog의 Analog Dialogue magazine 에서 연결 방법에 대한 예입니다 .

주요 기능은 보호 링이 보호되는 고 임피던스 노드와 동일한 전압으로 구동되지만 소스 임피던스가 훨씬 낮은 노드에 연결된다는 것입니다.

모든 공급 업체 웹 사이트가 동일한 것은 아닙니다. Microchip의 AN1258은 고 임피던스 네트를 사용하여 저임피던스 네트 주변에 가드 링을 생성 할 것을 권장합니다.

지금 당신의 특정한 경우에. 커패시터의 구동되지 않은 쪽이 엄격하게 낮은 임피던스 노드는 아니지만 전류계 자체는 측정 할 때 접지에 대한 매우 낮은 임피던스 경로를 제공해야하기 때문에 전류가 접지에 도달하려고하면 여전히 측정 오류가 발생합니다 다른 경로 대신 해당 노드를 통해. 다음과 같이 노드 주위에 링을 추가하는 것은 아프지 않습니다.

다른 답변과 달리, 링 내에 커패시터의 구동 측을 포함하지 않을 것입니다. 왜냐하면 저 임피던스 노드이기 때문에 상당히 높은 전압으로 구동되기 때문입니다. 그러나 문제의 그물이 PCB에 물리적으로 위치하지 않았기 때문에이 조언은 크게 도움이되지 않습니다. 고 임피던스 네트가 기본적으로 공기 중에 떠 있기 때문에 어떤 경우에도 누수로부터 잘 보호되어야합니다.

전원 공급 장치는 DC입니다. 피코 전류계로 출력을 측정한다고 썼습니다. 이는 전류가 pA 범위에 있음을 의미합니다. 고 임피던스 회로를 보호하는 가드 링은 나쁜 생각이 아닙니다. 그렇다면 회로도에서 높은 임피던스는 무엇입니까? 피코 전류계 입력은 확실히 높은 임피던스입니다. 12V 전원 공급 장치는 그렇지 않습니다.

내가하는 방법은 다음과 같습니다. 링은 R1의 핀 사이, S2의 핀 사이, 피코 암미터의 핀 사이에서 작동합니다.

링을 무엇에 연결합니까? 보호 링은 접지에 대한 낮은 임피던스 경로를 가져야합니다. 가장 좋은 방법은 링이 보호하는 신호와 거의 동일한 전압으로 보호 링을 유지하는 것입니다. 이렇게하면 신호와 링 사이의 누설이 적습니다. 전압 차이가 작기 때문입니다. 때때로 링을 GND에 연결하면 작동합니다. 때로는 가드 앰프가 필요합니다 (찾아보십시오).

-새긴 금

PS DC 누출을 줄이기위한 방법은 전도 또는 방사 EMI를 방지하는 방법과 다릅니다.

이를 위해 다음 링크를 사용하십시오.

12 장 : 인쇄 회로 기판 (PCB) 디자인 문제

이것은 당신에게 매우 유용합니다.

가드 링은 (어떤) 필요하지 않습니다. EMI 때문에 접지면의 가장자리에 신호 나 전력을 공급하고 싶지 않습니다. 신호가 접지면의 가장자리까지 (다른 층에서) 라우팅되면 EMI가 측면을 분출 할 가능성이 있습니다. 해당 신호를 에지까지 라우팅하지 않으면 분리되는 EMI를 크게 줄일 수 있습니다. 신호에서 접지면 가장자리까지의 정확한 거리는 잊었지만 0.050 인치 근처에 있습니다.

물론 이것은 아무것도 0.050 인치로 무엇을해야하는지 궁금해합니다. 저를 포함한 일부 PCB 설계자들은 접지면의 둘레에 접지 트레이스를 놓고 약 0.25 "마다 비아를 사용하여 그 트레이스를 평면에 묶는 것입니다. 차이는 있지만 이론 상으로는 좋을 것 같습니다.

전원 레이어는 접지면의 가장자리에서 뒤로 당겨야한다는 점에서 비슷하게 수행해야합니다. 그냥 전원 평면 레이어에 접지 링을 놓고 이전처럼 접지에 연결합니다. 시그널 레이어와 마찬가지로 파워 플레인을 "자동으로"잡아 당기는 좋은 방법을 제공합니다.

이 방법은 접지면이없는 PCB에는 적용되지 않습니다. 그러한 PCB 주위에 접지 링을 배치하면 그 링에 전류가 흐르면 상황이 나빠질 수 있습니다.

EMI가 양방향으로 작동하지만 누출에 대해 아무것도 할 것이라고 믿지 않습니다. EMI를 방출하는 모든 회로는 EMI를 수신 할 수 있습니다. 따라서 이러한 관점에서 볼 때 설계가 외부 EMI 간섭에 더 잘 견딜 수 있습니다.