01
コンポーネントレイアウトの基本ルール
1. 回路モジュールとは、レイアウトを作成するための回路や、同じ機能を実現する関連回路をモジュールと呼びます。回路モジュール内のコンポーネントは近接集中の原則を採用し、デジタル回路とアナログ回路を分離する必要があります。
2. 位置決め穴、標準穴、3.5mm (M2.5 の場合) および 4mm (M3 の場合)、3.5mm (M2.5 の場合) などの非取り付け穴の 1.27mm 以内にはコンポーネントやデバイスを取り付けないでください。 4mm (M3 の場合) はコンポーネントの取り付けを許可されません。
3. ウェーブはんだ付け後にビアとコンポーネントのシェルが短絡するのを避けるため、水平に取り付けられた抵抗器、インダクタ (プラグイン)、電解コンデンサ、その他のコンポーネントの下にビアホールを配置しないでください。
4. コンポーネントの外側と基板の端の間の距離は 5mm です。
5. 実装部品パッドの外側と隣接する介在部品の外側との間の距離が 2mm より大きい。
6. 金属シェル部品および金属部品（シールドボックスなど）は、他の部品に触れたり、印刷ラインやパッドに近づけたりしないでください。それらの間の距離は 2mm 以上である必要があります。基板の位置決め穴、留め具取り付け穴、楕円穴、その他の角穴の大きさは、基板端の外側から3mm以上であること。
7. 発熱体をワイヤーや熱に敏感な要素に近づけないでください。高発熱体は均等に配置される必要があります。
8. 電源ソケットはプリント基板の周囲にできるだけ配置し、電源ソケットとそれに接続されるバスバー端子は同一側に配置してください。これらのソケットとコネクタの溶接、および電源ケーブルの設計と結合を容易にするために、コネクタ間に電源ソケットやその他の溶接コネクタを配置しないように特に注意を払う必要があります。電源ソケットと溶接コネクタの配置間隔は、電源プラグの抜き差しを容易にするために考慮する必要があります。
9. その他のコンポーネントの配置:
すべての IC コンポーネントは片面に配置されており、極性コンポーネントの極性は明確にマークされています。同一プリント基板の極性を 2 方向以上にマーキングすることはできません。2 つの方向が現れる場合、2 つの方向は互いに直交します。
10. 基板表面の配線は緻密で密である必要があります。密度の差が大きすぎる場合は、メッシュ銅箔で埋める必要があり、グリッドは 8mil (または 0.2mm) より大きくなければなりません。
11. はんだペーストの損失やコンポーネントの誤ったはんだ付けを防ぐために、SMD パッドにはスルーホールがあってはなりません。重要な信号線はソケット ピンの間を通過することはできません。
12. パッチは片側に揃えられ、文字の方向は同じで、パッケージの方向も同じです。
13. 可能な限り、極性デバイスは同じ基板上の極性マーキングの方向と一致している必要があります。

コンポーネントの配線ルール

1. 配線エリアは PCB 基板の端から 1mm 以内、取り付け穴の周囲 1mm 以内に描き、配線は禁止されています。
2. 電力線はできるだけ幅が広く、18mil 以上である必要があります。信号線の幅は 12mil 未満であってはなりません。CPU の入力および出力ラインは 10mil (または 8mil) 未満であってはなりません。行間隔は 10mil 未満であってはなりません。
3. 通常のビアは 30mil 以上です。
4. デュアルインライン: 60mil パッド、40mil アパーチャ;
1/4W 抵抗: 51*55mil (0805 表面実装);インラインの場合、パッドは 62mil、アパーチャは 42mil です。
無限静電容量: 51*55mil (0805 表面実装);インラインの場合、パッドは 50mil、アパーチャは 28mil です。
5. 電源線とグランド線はできるだけ放射状にし、信号線がループしないように注意してください。

03
耐干渉能力と電磁適合性を向上させるにはどうすればよいですか?
プロセッサーを備えた電子製品を開発する際に、耐干渉能力と電磁両立性を向上させるにはどうすればよいでしょうか?

1. 以下のシステムでは、電磁干渉防止に特別な注意を払う必要があります。
(1) マイコンのクロック周波数が非常に高く、バスサイクルが非常に速いシステム。
(2) システムには、スパーク発生リレー、高電流スイッチなどの高出力、大電流の駆動回路が含まれています。
(3) 微弱アナログ信号回路と高精度A/D変換回路を内蔵したシステム。

2. システムの電磁干渉防止機能を強化するには、次の措置を講じてください。
(1) 周波数の低いマイクロコントローラーを選択します。
外部クロック周波数が低いマイクロコントローラーを選択すると、ノイズを効果的に低減し、システムの耐干渉能力を向上させることができます。同じ周波数の方形波と正弦波の場合、方形波の高周波成分は正弦波の高周波成分よりもはるかに多くなります。方形波の高周波成分の振幅は基本波に比べて小さいですが、周波数が高くなるほどノイズ源として放射されやすくなります。マイクロコントローラーによって生成される最も影響力のある高周波ノイズは、クロック周波数の約 3 倍です。

(2) 信号伝送時の歪みを低減する
マイクロコントローラーは主に高速 CMOS テクノロジーを使用して製造されています。信号入力端子の静的入力電流は約 1mA、入力容量は約 10PF と入力インピーダンスが非常に高くなります。高速ＣＭＯＳ回路の出力端子は負荷容量が大きく、出力値が比較的大きい。長いワイヤは入力インピーダンスが非常に高い入力端子に接続されており、反射の問題は非常に深刻であり、信号の歪みを引き起こし、システムノイズを増加させます。Tpd>Tr の場合は伝送路の問題となり、信号反射やインピーダンス整合などの問題を考慮する必要があります。

プリント基板上の信号の遅延時間はリードの特性インピーダンスに関係し、リードの特性インピーダンスはプリント基板の材料の誘電率に関係します。プリント基板のリード上の信号の伝達速度は、おおよそ光速の1/3～1/2程度と考えられます。マイコンで構成されるシステムで一般的に使用されるロジックフォン部品のTr（標準遅延時間）は3～18nsです。

プリント基板上では、信号は 7W の抵抗と 25cm の長さのリード線を通過し、ライン上の遅延時間はおよそ 4 ～ 20ns です。言い換えれば、プリント回路上の信号リードは短いほど良く、最長でも 25cm を超えてはなりません。また、ビアの数はできるだけ少なく、できれば 2 つ以下にする必要があります。
信号の立ち上がり時間が信号の遅延時間よりも速い場合、高速エレクトロニクスに従って処理する必要があります。このとき、伝送線路のインピーダンス整合を考慮する必要があります。プリント基板上の集積ブロック間の信号伝送では、Td>Trd の状況は避けなければなりません。プリント基板が大きくなるほど、システム速度を速くすることはできません。
次の結論を使用して、プリント基板設計のルールを要約します。
信号はプリント基板上で送信され、その遅延時間は使用するデバイスの公称遅延時間を超えてはなりません。

(3) 信号線間の相互*干渉を低減します。
A 点の立ち上がり時間 Tr のステップ信号がリード線 AB を介して端子 B に送信されます。ABライン上の信号の遅延時間はTdです。D点では、A点からの信号の順方向送信、B点到達後の信号反射、ABラインの遅延により、Td時間後にTr幅のページパルス信号が誘起されます。Ｃ点では、ＡＢ上の信号の透過と反射により、ＡＢ上の信号の遅延時間の２倍、すなわち２Ｔｄの幅を持った正のパルス信号が誘起される。これは信号間の相互干渉です。干渉信号の強度は、点 C での信号の di/at と線間の距離に関係します。2 本の信号線がそれほど長くない場合、AB に表示されるのは実際には 2 つのパルスの重ね合わせです。

CMOSテクノロジーで作られたマイクロコントロールは、高入力インピーダンス、高ノイズ、高いノイズ耐性を備えています。デジタル回路には100～200mvのノイズが重畳しますが、動作には影響ありません。図の AB ラインがアナログ信号の場合、この干渉は許容できなくなります。例えば、プリント基板が4層基板でそのうちの1層が広域グランド、または両面基板で、信号線の裏側が広域グランドの場合、クロス*このような信号間の干渉は軽減されます。その理由は、グランドの面積が大きいことで信号線の特性インピーダンスが下がり、D端での信号の反射が大幅に低減されるためです。特性インピーダンスは、信号線からグランドまでの媒体の誘電率の二乗に反比例し、媒体の厚さの自然対数に比例します。AB ラインがアナログ信号の場合、デジタル回路の信号ライン CD から AB への干渉を避けるために、AB ラインの下に広い領域が必要であり、AB ラインと CD ラインの間の距離は 2 より大きくなければなりません。 AB ラインと地面の間の距離の 3 倍まで。部分的にシールドすることもでき、リード線のある側の左右にアース線を配置します。

(4) 電源からのノイズを低減する
電源はシステムにエネルギーを供給しますが、同時に電源にノイズも加えます。回路内のマイクロコントローラーのリセット ライン、割り込みライン、その他の制御ラインは、外部ノイズの干渉を最も受けやすくなります。電力網上の強い干渉が電源を介して回路に侵入します。バッテリー駆動のシステムであっても、バッテリー自体には高周波ノイズがあります。アナログ回路のアナログ信号は、電源からの干渉に耐える能力がさらに低くなります。

(5) プリント配線板や部品の高周波特性に注意する
高周波の場合、プリント基板上のリード、ビア、抵抗、コンデンサ、コネクタの分布インダクタンスとキャパシタンスを無視できません。コンデンサの分布インダクタンスは無視できませんし、インダクタの分布容量も無視できません。抵抗は高周波信号の反射を生成し、リード線の分布容量が役割を果たします。その長さがノイズ周波数の対応する波長の1/20を超えると、アンテナ効果が発生し、リードを通してノイズが放射されます。

プリント基板のビアホールにより、約 0.6 pf の静電容量が発生します。
集積回路自体のパッケージング材料には 2 ～ 6pf のコンデンサが含まれています。
回路基板上のコネクタの分布インダクタンスは 520nH です。デュアルインライン 24 ピン集積回路スキュワーは、4 ～ 18nH の分布インダクタンスを導入します。
これらの小さな分布パラメータは、この一連の低周波マイクロコントローラ システムでは無視できます。高速システムには特別な注意を払う必要があります。

(6) コンポーネントのレイアウトは合理的に分割される必要があります。
プリント基板上のコンポーネントの位置は、電磁干渉防止の問題を十分に考慮する必要があります。原則の 1 つは、コンポーネント間のリードを可能な限り短くすることです。レイアウトでは、アナログ信号部分、高速デジタル回路部分、およびノイズ源部分 (リレー、大電流スイッチなど) を合理的に分離して、それらの間の信号結合を最小限に抑える必要があります。

G アース線の取り扱い
プリント基板上で最も重要なのは電源ラインとグランドラインです。電磁干渉を克服する最も重要な方法は、接地することです。
ダブルパネルの場合、アース線の配置は特に注意が必要です。一点接地の使用により、電源とグランドが電源の両端からプリント基板に接続されます。電源には 1 つの接点があり、アースには 1 つの接点があります。プリント基板上には、複数のリターン アース線が必要です。これらのワイヤは、リターン電源の接点に集められます。これがいわゆる単一点接地です。いわゆるアナログ グランド、デジタル グランド、および高出力デバイスのグランド分割とは、配線を分離し、最終的にすべてがこの接地点に集中することを指します。プリント基板以外の信号と接続する場合は、通常シールドケーブルが使用されます。高周波およびデジタル信号の場合、シールドケーブルの両端は接地されます。低周波アナログ信号用のシールドケーブルの一端は接地する必要があります。
ノイズや干渉に非常に敏感な回路、または特に高周波ノイズが発生する回路は、金属カバーでシールドする必要があります。

(7) デカップリングコンデンサを上手に使用してください。
優れた高周波デカップリング コンデンサは、1GHZ もの高周波成分を除去できます。セラミックチップコンデンサや積層セラミックコンデンサの方が高周波特性が優れています。プリント基板を設計する場合、各集積回路の電源とグランドの間にデカップリング コンデンサを追加する必要があります。デカップリング コンデンサには 2 つの機能があります。1 つは集積回路のエネルギー蓄積コンデンサであり、集積回路の開閉時に充放電エネルギーを供給および吸収します。一方、デバイスの高周波ノイズはバイパスされます。デジタル回路で一般的な0.1ufのデカップリングコンデンサは5nHの分布インダクタンスを持ち、その並列共振周波数は約7MHzです。つまり、10MHz以下のノイズに対してはより良いデカップリング効果があり、40MHz以上のノイズに対してはより良いデカップリング効果があります。ノイズの影響はほとんどありません。

1uf、10ufのコンデンサ、並列共振周波数は20MHz以上で、高周波ノイズを除去する効果がより優れています。バッテリ駆動のシステムであっても、電力がプリント基板に入る場所には 1uf または 10uf の高周波コンデンサを使用すると有利なことがよくあります。
集積回路 10 個ごとに、蓄積コンデンサと呼ばれる充放電コンデンサを追加する必要があります。コンデンサのサイズは 10uf です。電解コンデンサは使わない方が良いです。電解コンデンサは2層のPUフィルムで巻かれています。この巻き上げられた構造は、高周波ではインダクタンスとして機能します。胆汁コンデンサまたはポリカーボネートコンデンサを使用するのが最善です。

デカップリング コンデンサの値の選択は厳密ではありません。C=1/f に従って計算できます。つまり、10MHz では 0.1uf、マイクロコントローラーで構成されるシステムの場合は 0.1uf ～ 0.01uf の範囲になります。

3. ノイズと電磁干渉を軽減する経験がある。
(1) 高速チップの代わりに低速チップを使用できます。要所に高速チップを採用。
(2) 制御回路の上端と下端のジャンプ率を低減するために、抵抗を直列に接続できます。
(3) リレーなどには何らかの形で減衰を与えるようにしてください。
(4) システム要件を満たす最も低い周波数のクロックを使用します。
(5) クロックジェネレーターは、クロックを使用するデバイスのできるだけ近くにあります。水晶発振器のシェルは接地する必要があります。
(6) クロック領域をアース線で囲み、クロック線はできるだけ短くしてください。
(7) I/O 駆動回路はプリント基板の端にできるだけ近づけ、できるだけ早くプリント基板から離れてください。プリント基板に入る信号はフィルタリングする必要があり、高ノイズ領域からの信号もフィルタリングする必要があります。同時に、信号の反射を減らすために一連の終端抵抗を使用する必要があります。
(8) MCD の不要な端はハイに接続するか、接地するか、出力端として定義する必要があります。電源グランドに接続する必要がある集積回路の端はそれに接続する必要があり、フローティングのままにしてはいけません。
(9) 使用しないゲート回路の入力端子はフローティング状態にしないでください。未使用のオペアンプのプラス入力端子は接地し、マイナス入力端子は出力端子に接続してください。(10) プリント基板は、高周波信号の外部放射と結合を減らすために、90 重線の代わりに 45 重線を使用するように努めるべきです。
(11) プリント基板は周波数と電流のスイッチング特性に応じて分割されており、ノイズ成分と非ノイズ成分がさらに離れている必要があります。
(12) シングルパネルおよびダブルパネルの場合は、1 点電源および 1 点接地を使用してください。電源線、アース線はできるだけ太いものを使用してください。経済的に余裕がある場合は、多層基板を使用して電源とグランドの容量性インダクタンスを低減します。
(13) クロック、バス、チップセレクト信号を I/O ラインやコネクタから遠ざけてください。
(14) アナログ電圧入力線および基準電圧端子は、デジタル回路の信号線、特にクロックからできるだけ離してください。
(15) A/D デバイスの場合、デジタル部分とアナログ部分は引き継がれるよりも統合される方が望ましい*。
(16) I/O ラインに垂直なクロック ラインは、平行な I/O ラインよりも干渉が少なく、クロック コンポーネントのピンは I/O ケーブルから遠く離れています。
(17) コンポーネントのピンはできるだけ短くし、デカップリング コンデンサのピンもできるだけ短くする必要があります。
(18) キーラインはできるだけ太く、両側に保護グランドを追加してください。高速ラインは短く真っ直ぐである必要があります。
(19) ノイズに敏感な線路は、大電流、高速スイッチング線路と並列しないでください。
(20) 水晶振動子の下やノイズに敏感な装置の下にワイヤを配線しないでください。
(21) 微弱信号回路の場合、低周波回路に電流ループを形成しないでください。
(22) どの信号に対してもループを形成しないでください。やむを得ない場合は、ループ面積をできるだけ小さくしてください。
(23) 集積回路ごとに 1 つのデカップリング コンデンサ。各電解コンデンサに小さな高周波バイパス コンデンサを追加する必要があります。
(24) エネルギー蓄積コンデンサの充放電には、電解コンデンサの代わりに大容量のタンタルコンデンサやジュクコンデンサを使用してください。チューブラーコンデンサを使用する場合は、ケースを接地する必要があります。

04
PROTEL でよく使用されるショートカット キー
Page Up マウスを中心に拡大します
Page Down マウスを中心にズームアウトします。
マウスで指した位置をホームセンターにします
リフレッシュ（再描画）の終了
* 上層と下層を切り替えます
+ (-) レイヤーごとに切り替えます: 「+」と「-」は逆方向になります
Q mm（ミリメートル）とmil（ミル）単位の切り替え
IM は 2 点間の距離を測定します
E x Edit X、X が編集対象の場合、コードは次のとおりです。 (A)=arc;(C)=コンポーネント;(F)=塗りつぶし;(P) = パッド;(N)=ネットワーク。(S)=文字;(T) = ワイヤー;(V) = 経由;(I) = 接続線;(G) = 塗りつぶされた多角形。たとえば、コンポーネントを編集する場合、EC を押すとマウス ポインタが「10」に表示され、クリックして編集します
編集したコンポーネントを編集することができます。
P x Place X、X は配置ターゲット、コードは上記と同じです。
M x は X を移動します、X は移動ターゲットです、(A)、(C)、(F)、(P)、(S)、(T)、(V)、(G) 同上、および (I) = 選択部分を反転;(O) 選択部分を回転します。(M) = 選択部分を移動します。(R) = 再配線。
S x select X、X は選択されたコンテンツ、コードは次のとおりです。 (I)= 内部領域;(O) = 外側領域。(A) = すべて;(L) = レイヤー上のすべて。(K) = ロックされた部分。( N) = 物理ネットワーク。(C) = 物理接続線。(H) = 指定された開口部を持つパッド。(G) = グリッドの外側のパッド。たとえば、すべてを選択する場合、SA を押すと、すべてのグラフィックが点灯して選択されたことを示し、選択したファイルをコピー、クリア、および移動できます。