今回の記事は、実際に行った共振解析と対策についてご紹介します。

上図は、3.3Vの電源面に対し、10MHzから1GHzまでの周波数をスウィープした特性表です。

200MHz、315MHzなどをピークとした共振点が表れています。
面の形状などにより、この共振点の周波数は大きく変わります。

共振対策としては、
・ピーク点の周波数をずらす
・ピーク点の電圧比を下げる
こととなります。

基板設計上での対応としては、
・面の形状を変更する
・対策部品を追加する
の、2点がメインです。

弊社で対応する基板設計で、面の形状変更が容易なケースは
あまり多くない為、「対策部品を追加する」ことが主になります。

上図で示した基板は、位置指定部品などの関係から、面の形状変更は
困難な基板でした。

面形状を変更せず、一部のコンデンサを特性の違う部品に
置き換えた結果がこちらです。


ピーク点が280MHz、390MHzなどに変化し、わずかですがピークレベルが
下がっている事を確認できると思います。

こちらの変更方法でピークレベルを下げる検討を続けようと
思ったのですが・・・部品手配の問題でNGとなりました。
対策用部品の入手性の問題、種類が増えるなどが原因です。

増加が許容された部品のみで対策した結果がこちらです。

約20点の部品追加にはなりましたが、ピーク点が390MHz付近に変化し、
ピークレベルも下げることが出来ました。

昨今、EMC対策の必要性はより高くなっています。
共振解析を実施することで、部品の増加を抑えたノイズ対策、
電源品質(PI)の向上を行ったプリント基板の設計を行うことができます。

弊社では今回紹介した共振解析だけでなく、信号品質(SI)解析にも
対応可能です。

ご興味ありましたらお問い合わせください。

@kitaoka