遮蔽コネクタは電磁互換性を向上させました
2024-07-01 17:07:10高性能電子机器のコネクタにEMIシールドを増設することで、電磁互換性を著しく強化し、電磁ノイズによる潜在的な問題を効果的に防止することができ。
スマートフォンや医療機器、自動車などの電子機器で処理されるデータの量は急増し、これらの機器の信号の伝送速度もかつてないほど速くなっています。しかし、電磁干渉(EMI)の問題もあります。EMIは、機器の内部や外部から発生する不要な電磁ノイズで、機器内部のデジタルタイミング信号や電子部品だけでなく、他のシステム内の部品にも干渉を起こし、電磁両立性(EMC)問題を引き起こす可能性があります。
このような高性能の装置を設計する際、技術者はしばしばEMIの課題に直面します。特に高密度の電子部品が組み込まれたシステムでは。これらの機器がコネクタを使用して相互接続する場合、コネクタにEMIシールドを施すことが重要となります。これは、システムへの電磁ノイズの影響を防ぐためです。
なお、コネクタ自体はEMIを発生させませんので、外部への電磁ノイズによる汚染はありません。ただし、EMIの伝播経路となる可能性があるため、適切な遮蔽処理を行う必要があります。
EMIは通常、2つの経路を通って伝わります。放射干渉と伝達干渉です。
輻射干渉は、高週波信号が導電表面(例えばワイヤ、プリント回路基板(PCB)の軌跡)上を伝送する際に発生する電磁場が外に放射され、他の装置に干渉を及ぼす可能性があります。
伝導干渉は、ある場所から別の場所へと導電体(例えば導線やPCBの軌跡)を介して信号が直接伝送され、目的の回路や機器の正常な動作を妨害します。
EMIの影響を軽減するために、エンジニアたちは、コネクタに適切な接地構造とカバーを設計するなど、さまざまなEMI緩和技術を採用しました。これらの技術には、信号が接触する尾部の設置位置だけでなく、金属シールドの設置も含まれます。無線通信機能(wi-fi、GPS、LTEなど)を搭載した機器では、シールド付きマイクロ同軸、マイクロ無線周波数、ボード・ツー・ボード、FFC/FPCコネクタが広く使われ、EMI干渉を効果的に防ぐことができます。
アイペックスのZenShield®は360°シールドを採用しており、プラグとソケットの接点からの電磁ノイズの放射だけでなく、端子のプレート取り付け部分(SMT位置)からの放射も防いでいます。コネクタが対になって正確に接地すると、プラグとコンセントのシールドが復数の点で接続され、金属シールドで発生した電流が十分に接地して戻る経路を確保し、シールド電磁ノイズの放出を抑制します。
効果的なEMIの緩和を実現するには、コネクタの設計は、以下の3つの特徴を持つ必要があります:コネクタ全体の360°をカバーする必要があります。プラグとコンセントの間のインターフェースは復数の点の上で効果的に接続するべきです;コネクタの遮蔽層と回路基板の間のインターフェースは回路基板上の復数の点で適切に接地して、接地して戻る経路を改善する必要があります。
これらの設計特性により、コネクタ自体が電磁干渉を著しく低減することができ、設計エンジニアは回路基板のレイアウトにおいて、特に(無線通信の送信/受信アンテナのような)敏感なサブシステムの近くにある必要がある場合、より柔軟性を持つことができます。