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[仿真讨论] 关于接地的总结!

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本帖最后由 alexwang 于 2018-7-3 09:31 编辑
0 N, K" N5 t7 H4 M3 P) S) n8 }$ }) ~
关于接地的总结!

/ A( \0 _1 w, ]7 x
        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

. s- M2 |6 i! ^2 f  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。


: r* p" M4 d" Z  G! n8 z* M# w

② 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。


8 w( ~! J( c0 ^$ v  q& q$ W

③ 混合接地:将单点接地和多点接地混合使用。

: C; u0 g8 S1 l' Q& r) q% F

0 y3 D" W8 Z% t6 [( C

       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。


6 p- z9 Z, C, Z' ?5 I5 Y; v: a7 o* Z' U; j( V* p* S

+ `$ \7 I) G! f            混合接地方式

. K& D- E; J  y$ w

1 \. B3 s' Z0 I0 O, V  P% Q2 t

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:


8 |& l6 A2 n/ W( H# b8 ?

(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;

$ ^' Z+ L* {* I* _* q

(2)在高频的情况下,层间通过电路板寄生电容会产生耦合;

' s: h% V& u# B: J

(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。

0 W7 L; O+ ?4 A+ c$ E

(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。


" A! d2 y: Z4 X1 s4 J3 _. ?; D

(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。


0 _( l. ?# J5 z; k5 ~" p

地之间的连接方法,这里进行一些整理。

# ?$ b* f" a5 G1 W" A1 Q# {4 _2 \# ?

① 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。


- V3 D. e- V7 n+ a" G5 B

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。

1 B$ y) A$ Q! k  C& |

③ 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。

8 s, U: m3 \0 X4 Y& V) Z" I" E1 O6 C: Y

④ 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。

6 Q% B: S+ |0 J  ?( `' d& w% Z, \

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。


9 b* D+ Z7 p. g6 j' |% m! [8 \

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。


, i# F& R+ z" N7 D  N/ e3 j- a
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