PCB设计中单点接地和多点接地
PCB中有三种基本的信号接地方式:浮地、单点接地、多点接地。
1.浮地
目的:使电路或设备与公共地线可能引起环流的公共导线隔离起来,浮地还使不同电位的电路之间配合变得容易。 缺点:容易出现静电积累引起强烈的静电放电。
折衷方案:接入泄放电阻。
2.单点接地
单点接地:所有电路的地线接到公共地线的同一点,进一步可分为串联单点接地和并联单点接地。在大功率和小功率电路混合的系统中,切忌使用,因为大功率电路中的地线电流会影响小功率电路的正常工作。另外,最敏感的电路要放在A点,这点电位是最稳定的。最大的好处就是没有地环路,相对简单,但是地线往往过长,导致地线阻抗过大。
工作频率低(<1MHz)的采用单点接地式
缺点:不适宜用于高频场合。
根据使用情况还可以用串联单点、并联单点混合接地。在这种接地方式中,将电路按照特性分组,相互之间不易发生干扰的电路放在同一组,相互之间容易发生干扰的电路放在不同的组。每个组内采用串联单点接地,获得最简单的地线结构,不同组的接地采用并联单点接地,避免相互之间干扰。
3 多点接地
方式:凡需要接地的点都直接连到距它最近的接地平面上,以便使接地线长度为最短。 缺点:维护较麻烦。
因为接地引线的感抗与频率和长度成正比,工作频率高时将增加共地阻抗,从而将增大共地阻抗产生的电磁干扰,所以要求地线的长度尽量短。采用多点接地时,尽量找最接近的低阻值接地面接地。高频率的数字电路就需要并联接地了,在这里一般通过地孔的方式可较为简单的处理。
PCB中的大面积敷铜接地,其实就是多点接地,所以单面PCB也可以实现多点接地 ,多层PCB大多为高速电路,地层的增加可以有效提高PCB的电磁兼容性,是提高信号抗干扰的基本手段,同样由于电源层和底层和不同信号层的相互隔离,减轻了PCB的布通率也增加了信号间的干扰。
模拟地和数字地
模拟信号和数字信号都要回流到地,因为数字信号变化速度快,从而在数字地上引起的噪声就会很大,而模拟信号是需要一个干净的地参考工作的。如果模拟地和数字地混在一起,噪声就会影响到模拟信号。一般来说,模拟地和数字地要分开处理,然后通过细的走线连在一起,或者单点接在一起。总的思想是尽量阻隔数字地上的噪声窜到模拟地上。
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