JAJA847 April 2025 MSPM0C1103 , MSPM0C1103-Q1 , MSPM0C1104 , MSPM0C1104-Q1 , MSPM0C1105 , MSPM0C1106 , MSPM0C1106-Q1 , MSPM0G1107 , MSPM0G1505 , MSPM0G1506 , MSPM0G1507 , MSPM0G1518 , MSPM0G1519 , MSPM0G3105 , MSPM0G3105-Q1 , MSPM0G3106 , MSPM0G3106-Q1 , MSPM0G3107 , MSPM0G3107-Q1 , MSPM0G3505 , MSPM0G3505-Q1 , MSPM0G3506 , MSPM0G3506-Q1 , MSPM0G3507 , MSPM0G3507-Q1 , MSPM0G3518 , MSPM0G3518-Q1 , MSPM0G3519 , MSPM0G3519-Q1 , MSPM0H3216 , MSPM0H3216-Q1 , MSPM0L1105 , MSPM0L1106 , MSPM0L1116 , MSPM0L1117 , MSPM0L1227 , MSPM0L1227-Q1 , MSPM0L1228 , MSPM0L1228-Q1 , MSPM0L1303 , MSPM0L1304 , MSPM0L1304-Q1 , MSPM0L1305 , MSPM0L1305-Q1 , MSPM0L1306 , MSPM0L1306-Q1 , MSPM0L1343 , MSPM0L1344 , MSPM0L1345 , MSPM0L1346 , MSPM0L2227 , MSPM0L2227-Q1 , MSPM0L2228 , MSPM0L2228-Q1
デジタル回路には、図 6-2 に示すように主に 3 つのノイズ源があり、EMI 問題の原因となっています。一つ目は電圧信号です。デジタル回路は信号ライン上で高電圧状態と低電圧状態を切り替えることで情報を処理するので、信号遷移が生成され、広い周波数スペクトルにわたって離散高調波成分に分解します。二つ目は信号電流ですスイッチング イベント中は、過渡電流が信号ラインを経由して流れ、ゲート静電容量の充放電を行います。三つ目は短絡電流です。CMOS デジタル IC では、ロジック遷移中に PMOS と NMOS トランジスタの両方が短時間同時に導通したとき、短絡電流スパイクが発生します。この過渡電流は、電源とグランド(接地)の間に直接流れます。
図 6-2 デジタル回路内のノイズ源電圧信号ノイズと単一電流ノイズによって発生する信号ラインノイズに対しては、EMI を改善するために RC フィルタを使用します。短絡電流に起因する電源ライン ノイズには、EMI を改善するためにデカップリング コンデンサを使用してください。
注目すべき箇所は、MSPM0 の電源ピンと Vcore ピンの近くにあるデカップリング コンデンサです。テキサス・インスツルメンツは、10µF と 0.1µF の低 ESR セラミック デカップリング コンデンサの組み合わせを VDD ピンおよび VSS ピンに接続することを推奨しています。より値の大きいコンデンサを使用することもできますが、電源レールの立ち上がり時間に影響を及ぼす可能性があります。デカップリング コンデンサは、デカップリングするピンのできるだけ近くに配置する必要があります (数 mm 以内)。表 6-2は、電源部品の不適切な PCB 設計による影響を示しています。また、すべてエミッション ノイズが増加します。
| 不適切な設計 | 影響 |
|---|---|
|
高 ESR コンデンサ |
過渡電流による大きな電圧降下 |
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コンデンサと MSPM0 の間の長距離 |
MSPM0 から供給される高周波電流の広いループ面積 |
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10μF コンデンサは、MSPM0 に 0.1μF より近くに接続されています |
低周波電流より高周波電流のループ面積が大きい |
図 6-3 に示すように、コンデンサのインピーダンスは周波数全体で異なります。通常、1μF のコンデンサで約 3 ~ 30MHz をカバーできます。0.1μF のコンデンサで約 6 ~ 60MHz をカバーできます。0.01μF のコンデンサで約 30 ~ 300MHz をカバーできます。1nF のコンデンサで約 60 ~ 600MHz をカバーできます。ユーザーは、目標とする周波数範囲に対応するように、異なる静電容量を持つより多くのコンデンサを選択できます。容量値が小さいコンデンサは、高い周波数ではより効果的で、寄生インダクタンスの影響を受けやすくなります。したがって、コンデンサを MCU の近くに配置することで、高周波電流のループ面積を最小化します。
図 6-3 コンデンサのインピーダンス性能