PCB設計でのガードトレース/リングの実装

PCBガードのトレース/リングに関するいくつかの記事をここで読みました。しかし、彼らの誰もそれを正しく提供する方法について議論しませんでした。私が見つけることができたのは、現時点で私を助けることができないいくつかの写真と比較でした！

私が知りたいのは、次の回路をより電流漏れ防止する方法です（設計の場合-PCB材料とSIRが大きな規則を果たしていることを知っています）。

回路は抵抗を介して最大30Vを供給し、各抵抗はコンデンサに接続されます。次に、各コンデンサをスイッチマトリックスに接続し、最後にスイッチマトリックスからの単一の出力をピコアンメータに接続して、コンデンサのリーク電流を測定します。

回路の漏れ電流に気をつけるべきか迷っています！もしそうなら、どうすればそれを改善できますか？

これは私のテスト回路です：

私が設計した小さな回路のワイヤーではんだ付けされたコンデンサーの1つのピンである回路にワイヤーだけでコンデンサーを接続することを考えています電圧源（SMU）と共通

ガードリングは、回路の高インピーダンスノードを表面リーク電流から保護するために伝統的に使用されています。ガードリングは、高インピーダンスノードと同じ電圧に低インピーダンスソースによって駆動される銅のリングです。これは通常、オペアンプの入力ピンです。

これは、National SemiのAN-241の金属缶オペアンプのクラシックガードリングレイアウトの例です。

そして、これは、AnalogのAnalog Dialogue誌からの接続方法の例です。

重要な機能は、ガードリングが、保護されている高インピーダンスノードと同じ電圧に駆動されるが、ソースインピーダンスがはるかに低いノードに接続されていることです。

すべてのベンダーのWebサイトが同じように作成されているわけではないことに注意してください。マイクロチップ社のAN1258は、高インピーダンスネットを使用して、低インピーダンスネットの周囲にガードリングを作成することを推奨しています-これは行わないでください。

今あなたの特定のケースに。コンデンサの非駆動側は厳密に低インピーダンスノードではありませんが、電流計自体が測定時にグランドへのかなり低いインピーダンスパスを提供する必要があるため、電流がグランドに到達しようとすると、測定エラーが発生します。別のパスではなく、そのノードを介して。次のようにノードの周りにリングを追加しても問題ありません。

別の答えとは異なり、コンデンサーの被駆動側はリング内に含めません。これは低インピーダンスノードであるため、かなり高い電圧に駆動されるためです。ただし、問題のネットが物理的にPCBに配置されていないことを示したので、このアドバイスはほとんど意味がありません。高インピーダンスネットは基本的に空中に浮いているため、いかなる場合でも漏れから十分に保護する必要があります。

電源はDCです。ピコアンメータで出力を測定すると書きました。これは、電流がpA範囲であることを意味します。高インピーダンス回路を保護するガードリングは悪い考えではありません。では、回路図での高インピーダンスとは何ですか？ピコアムメータ入力、確かに高インピーダンスです。12V電源は、確かにそうではありません。

ここに私がそれをする方法があります。リングがR1のピン間、S2のピン間、ピコアンメータのピン間で実行されていることに注意してください。

リングを何に接続しますか？ガードリングには、グランドへの低インピーダンスパスが必要です。最善の方法は、信号とほぼ同じ電圧でガードリングを保護することです。このようにして、信号とリングの間の電圧差が小さいため、信号とリングの間の漏れは小さくなります。リングをGNDに接続すると機能する場合があります。場合によっては、ガードアンプが必要になります（調べてください）。

-ニック

PS DCリークを低減する方法は、伝導または放射EMIを抑制する方法とは異なります。

この目的のために次のリンクを使用してください：

第12章：プリント回路基板（PCB）の設計問題

これは非常に便利です。

ガードリングは（ある程度）必要ありません。EMIの理由から、グランドプレーンのエッジの近くで信号や電力を流したくない場合があります。信号が（別の層で）グランドプレーンのエッジまでルーティングされた場合、EMIが側面から噴出する可能性があります。その信号をエッジまでルーティングしないだけで、吐き出されるEMIを大幅に低減できます。信号からグラウンドプレーンエッジまでの正確な距離を忘れてしまいましたが、0.050インチのどこかにあります。

もちろん、これは何も入っていない0.050インチで何をするのか不思議に思います。私を含む一部のPCB設計者は、グランドトレースをグランドプレーンの周囲に配置し、ビアを使用して約0.25インチごとにそのトレースをプレーンに接続します。これにより、ギャップはありますが、理論上は問題ないようで、問題はありません。少なくとも、そこに信号をルーティングしないことを思い出させます。

電源層も同様に、グランドプレーンの端から引き戻す必要があります。先に進んで、電源プレーンレイヤーにグラウンドリングを配置し、以前のようにグラウンドに接続します。信号層と同様に、電源プレーンを「自動的に」引き戻すための優れた方法を提供します。

この方法は、グランドプレーンがないPCBには適用されません。このようなPCBの周りにグランドリングを配置すると、そのリングに電流が流れてしまうと、事態が悪化する可能性があります。

EMIは両方の方法で機能しますが、これが漏れに対して何の効果もないとは信じていません。EMIを放射する回路もEMIを受信する可能性があります。したがって、この観点からは、外部EMI干渉に対する耐性が高まる可能性があります。