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PCBビア・スタブ共振計算ツール

スタブの長さ、信号ノッチの原因となるスタブの共振周波数、およびバックドリルによる周波数改善によってPCBを計算します。

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公式

L_{stub} = T_{pcb}\left(1-\frac{N_{layer}}{N_{total}}\right),\quad f_{res} = \frac{v_p}{4 L_{stub}}

参考: Eric Bogatin, "Signal and Power Integrity Simplified" 3rd ed.

L_stubVia stub length (mm)
vpPropagation velocity in dielectric (m/s)
εrDielectric constant
f_resQuarter-wave resonant frequency (Hz)

仕組み

ビアスタブ共振は、電磁波がビア構造内で反射して相互作用するプリント回路基板(PCB)設計における重要なシグナルインテグリティ現象です。スタブ長の計算では、伝送線路の電気的特性に影響する基板の厚さ、層位置、全層数が考慮されます。スタブの共振を理解することは、エンジニアが潜在的な信号劣化や望ましくない反射を予測して軽減するのに役立ちます。

計算例

問題:層3にある合計厚さが1.6mmの6層PCBのビアスタブ共振を計算します
解決策: 1.スタブの長さ = 1.6 ミリメートル × (1-3/6) = 0.8 ミリメートル
2.γr = 4.2 (一般的な FR-4) と仮定すると、c = 3×10^8 m/s
3.共振周波数: fr = (3×10^8)/(4 × 0.0008 × √4.2) ≈5.3 GHz

実践的なヒント

  • バックドリルを使用してスタブによる反射を最小限に抑える
  • レゾナンスの影響を抑えるため、ビア配置は慎重にお選びください
  • シミュレーションツールによるスタブの長さ計算の検証

よくある間違い

  • スタブの長さを計算するときにレイヤーの位置を無視する
  • 共振周波数計算における誘電率の無視
  • スタブ除去用のバックドリル技術は検討していない

よくある質問

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