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本帖最后由 alexwang 于 2018-7-3 09:31 编辑 9 z: C# b% p1 G) Q5 c- m& S
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关于接地的总结! 5 H8 }# D. m) y* _8 E* w
根据经验法则,在高密度和高频率的场合通常使用四层板,就EMC而言比二层板好20 dB以上。在四层板的条件下,往往可以使用一个完整的地平面和完整的电源平面,在这种条件下只需要进行分成几组的电路的地线与地平面连接,并且将工作噪声地特别的处理。从各个电路的地线连接到地平面可以采取很多做法,包括:
图一 单点和多点接地方式 9 R. i& p+ p% h2 z* O1 N
① 单点接地:所有电路的地线接到地线平面的同一点,分为串联单点接地和并联单点接地。
& {) D! s- Q Z( w" F② 多点接地:所有电路的地线就近接地,地线很短适合高频接地。 e1 f( Z, f: s# W% R" H
③ 混合接地:将单点接地和多点接地混合使用。
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在低频率、小功率和相同电源层之间,单点接地是最为适宜的,通常应用于模拟电路之中;这里一般采用星型方式进行连接降低了可能存在的串联阻抗的影响,如图一右半部分所示。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,如图一的左半部分所示;一般所有的模块都会综合使用两种接地方式,采用混合接地的方式完成电路地线与地平面的连接。 7 x ^- k: Y. B
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+ G3 D5 q% \9 C9 x" B+ C j 混合接地方式* O0 ]$ y; d# Y# B3 l! A7 F
& C: N: j" o7 \如果不选择使用整个平面的作为公共的地线,比如模块本身有两个地线的时候,就需要进行对地平面进行分割,这往往与电源平面有相互作用。注意以下的几点原则: . ]1 p* s: G) ] v/ Z1 \# n
(1)将各个平面对齐处理,避免无关的电源平面和地平面之间的重叠,否则将导致所有的地平面分割失效,彼此之间产生干扰;
" n1 T5 z c4 B" J(2)在高频的情况下,层间通过电路板寄生电容会产生耦合;
; b+ _% e; o1 W/ `9 ?1 p3 x(3)在地平面之间(如数字地平面和模拟地平面)的信号线使用地桥进行连接,并且通过就近的通孔配置最近的返回路径。 7 _0 z. S- y# D/ W
(4)避免在隔离的地平面附近走时钟线等高频走线,引起不必要的辐射。
" T, k% Q5 C9 _( C7 g(5)信号线与其回路构成的环面积尽可能小,也被称为环路最小规则;环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。在地平面分割和信号走线时,要考虑到地平面与重要信号走线的分布,防止由于地平面开槽等带来的问题。
8 ?- h* x4 O% N: i2 q8 F地之间的连接方法,这里进行一些整理。
( m2 L" Z/ n1 g$ `6 e7 a; F① 地间电路板普通走线连接:使用这种方法可以保证在中两个地线之间可靠的低阻抗导通,但仅限于中低频信号电路地之间的接法。
# d- h- @. J/ L/ ?② 地间大电阻连接:大电阻的特点是一旦电阻两端出现压差,就会产生很弱的导通电流,把地线上电荷泄放掉之后,最终实现两端的压差为零。
9 V- k R5 d$ o, q③ 地间电容连接:电容的特性是直流截止和交流导通,应用于浮地系统中。
' S% Y6 O/ W" h" k④ 地间磁珠连接:磁珠等同于一个随频率变化的电阻,它表现的是电阻特性。应用于快速小电流波动的弱信号的地与地之间。 " r' t: s/ H; j
⑤ 地间电感连接:电感具有抑制电路状态变化的特性,可以削峰填谷,通常应用于两个有较大电流波动的地与地之间。 ! ]. T B& Y/ r8 B" t( y5 g6 s
⑥ 地间小电阻连接:小电阻增加了一个阻尼,阻碍地电流快速变化的过冲;在电流变化时候,使冲击电流上升沿变缓。 + F2 B' }1 N# T' d4 B/ I
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