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PCB接地設計的要點與原則

電子設計 ? 來源:工程師曾玲 ? 作者:博客園 ? 2019-10-03 14:08 ? 次閱讀

信號回路的電位基準點,(直流電源的負極或者零伏點)在單板上可以分為數字地和模擬地。理想的工作地是電路參考點的等電位平面,然而在實際中,工作地被認為信號電流的低阻抗回路和電源的供電回路,這樣就會有三個方面的問題,共模干擾,輻射和信號串擾;

1.共模干擾

圖3.8 共模干擾

如圖3.8所示,所有的導體都具有一定的阻抗,電流流經地時,同樣會產生壓降。那么流進地的電流主要來自于兩個方面:信號的回流和電源電流的回流,其中Vnoise就是電流流經工作地時產生的共模噪聲電壓。

2.串擾

圖3.9 串擾

PCB上相鄰的印制線之間存在著互感和耦合電容,當信號電壓或者電流信號隨時間快速變化時,不可避免的會產生串擾,如圖3.9所示是產生串擾的等效電路,圖b中的crosstalk是總參數下的串擾。

3.輻射與干擾

圖3.10 輻射與干擾

PCB快速變化的電流回路,其作用是相當于一個小回路天線,它會向外進行電磁場輻射,圖(a)中差模輻射與電流的大小,電流的頻率,回路的面積有關,共模輻射,其與共模電流,共模電流頻率,共模線的長度有關。同時也會對PCB上的電路產生共模干擾。

那么對于上述的三個方面問題,都與PCB接地設計有關,那么如何去設計接地問題就顯得尤為重要,下面說明一些原則。

4.最小化地電感和信號回路--信號線應該盡量短,信號回路面積盡量小,速度較高的可以用有地平面的多層板,關鍵電路包括器件和走線應該盡量遠離板的邊緣,板的邊緣存在較強的干擾場。

5.地平面分割與不分割的合理應用--對于混合電路,若數字地和模擬地分割,不會出現能夠很好解決信號跨越和信號回路的問題,建議采用“分區但不分割”的方法。即局部和布線時嚴格區分數字與模擬區域,避免數字信號和模擬信號出現公共回流路徑,但地層不分割開,避免信號跨越而形成大的信號回路。

6.接口地保持“干凈”,是噪聲無法通過耦合出入系統--出入PCB板信號,特別是通過電纜連接的信號易將噪聲耦合出入系統,注意保持I/O地不受到共模干擾,接口部分的電源地盡量采用平面。

7.電路合理分區,控制不同模塊之間的共模電流—對于純數字電路,應該注意按照電路工作速率高、中、低以及I/O進行分區,減少電路模塊之間的共模電流。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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