電路板設(shè)計中PCB電路板接地方式分析
單點接地:
單點接地是指在整個系統(tǒng)中,僅定義一個物理點作為接地參考點,其他所有需要接地的點都連接到該點。
單點接地適用于低頻(1MHZ以下)電路。 如果系統(tǒng)的工作頻率很高,工作波長與系統(tǒng)接地線的長度相當(dāng),則單點接地方式就會出現(xiàn)問題。 當(dāng)?shù)鼐€長度接近1/4波長時,就像一條終端短路的傳輸線。 地線的電流和電壓以駐波的形式分布,地線就成了輻射天線,起不到“地”的作用。
為了減小接地阻抗,避免輻射,地線長度應(yīng)小于1/20波長。 在電源電路的處理中,一般可以考慮單點接地。 對于大量數(shù)字電路PCB,由于含有豐富的高次諧波,一般不建議采用單點接地。
多點接地:
多點接地是指將設(shè)備中的每個接地點直接連接到最近的接地平面,以盡量減少接地引線的長度。
該多點接地電路結(jié)構(gòu)簡單,顯著減少了接地線上可能出現(xiàn)的高頻駐波現(xiàn)象。 適用于工作頻率較高(>10MHZ)的場合。 但多點接地可能會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部形成許多接地回路,從而降低設(shè)備對外部電磁場的抵抗能力。 如果是多點接地,請注意
意大利地面環(huán)路的問題,特別是在不同模塊和設(shè)備之間聯(lián)網(wǎng)時。 接地電路產(chǎn)生的電磁干擾:
理想的地線應(yīng)該是零電位、零阻抗的物理實體。 然而,實際的地線本身同時具有電阻和電抗成分。 當(dāng)電流通過地線時,會產(chǎn)生電壓降。 地線將與其他連接(信號線、電源線等)形成回路。 當(dāng)可變電磁場耦合到回路時,將處于接地回路,感應(yīng)電動勢在內(nèi)部產(chǎn)生,并通過接地環(huán)路耦合到負(fù)載,構(gòu)成潛在的 EMI 威脅。
浮地:
浮地是指設(shè)備地線系統(tǒng)與大地電氣隔離的一種接地方式。
由于浮地接地本身的一些弱點,不適合一般大型系統(tǒng),其接地方式很少采用
接地方式的一般選擇原則:
對于給定的設(shè)備或系統(tǒng),當(dāng)輸入所關(guān)注的最大頻率(對應(yīng)波長)時,當(dāng)傳輸線長度L>輸入時,認(rèn)為是高頻電路,否則,認(rèn)為是低頻電路 電路。 根據(jù)經(jīng)驗,1MHZ以下的電路最好采用單點接地; 對于高于10MHZ,應(yīng)采用多點接地,對于兩者之間的頻率,只要最長傳輸線的長度L小于/20英寸,就可以采用單點接地來避免公共阻抗耦合。
接地的一般選擇原則如下:
(1)低頻電路(<1MHZ)建議單點接地;
(2)高頻電路(>10MHZ)建議多點接地;
(3)高低頻混合電路、混合接地。
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