PCB厂家分享PCB设计中接地问题的本质
模拟地/数字地和模拟电源/数字电源只是相对的概念。 提出这些概念的主要原因是数字电路对模拟电路的干扰已经达到了难以忍受的程度。 目前的标准处理如下:
1、经过整流滤波后,地线分为两段,其中一段为模拟地,所有模拟电路地都接到这根模拟地上; 另一种是数字地,所有数字部分的电路地都连接到这个数字地。
2、直流电源稳压芯片经过滤波后也分成两块,其中一块经过LC/RC滤波后作为模拟电源,所有模拟部分的电路电源都接在这块模拟电源上 ; 另一种是数字电源。 数字部分的所有电路电源都连接到这个数字电源上
注意:模拟地/数字地和模拟电源/数字电源只能在电源开始处连接。
AVCC:模拟部分电源; AGND:模拟地
DVCC:数字部分电源; DGND:数字地球
这种区分是为了将数字部分与模拟部分分开,减少数字部分对模拟电路部分的干扰。 然而,这两个部分不能完全分开。 数字部分和模拟部分之间存在联系。 因此,至少在供电时它们应该在一起。 因此,AGND 和DGND 应通过0 欧姆的电阻、磁珠或电感连接。 这样的点连接可以减少干扰。 同样,如果两部分的电源相同,也应采用这种连接方法。
在电子系统设计中,为了少走弯路、节省时间,应充分考虑并满足抗干扰要求,避免设计完成后针对抗干扰采取补救措施。 形成干扰的基本要素有3个:
(1)干扰源是指产生干扰的部件、设备或信号。 用数学语言描述为:du/dt,其中di/dt较大,为干扰源。 例如雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。
(2)传播路径是指干扰从干扰源传播到敏感设备所经过的路径或介质。 典型的干扰传播路径是通过电线传导并从空间辐射。
(3)敏感设备是指容易受到干扰的物体。 如:A/D、D/A转换器、单片机、数字IC、弱信号放大器等。抗干扰设计的基本原则是抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高抗干扰能力 敏感设备的性能。
抑制干扰源
抑制干扰源就是尽可能减少干扰源的du/dt、di/dt。 这是抗干扰设计中最优先、最重要的原则,往往可以达到事半功倍的效果。 降低干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现的。 通过在干扰源电路中串联电感或电阻以及续流二极管来降低干扰源的di/dt。
抑制干扰源的常用措施有:
(1)继电器线圈加续流二极管,消除线圈断开时产生的反电动势干扰。 仅增加续流二极管会延迟继电器的断开时间,并且增加稳压二极管后继电器可以在单位时间内动作更多次。
(2)在继电器触点两端并联火花抑制电路(一般为RC串联电路,电阻为K到几十K,电容为0.01uF),以减少电火花的影响。
(3)给电机加滤波电路,注意电容、电感引线尽量短。
(4)电路板上的每个IC均需并联0.01μF~0.1μF高频电容,以减少IC对电源的影响。 注意高频电容的接线。 接线应靠近电源端子且尽可能短。 否则会增大电容器的等效串联电阻,影响滤波效果。
(5) 布线时避免使用90度折线,以减少高频噪声发射。
(6)在晶闸管两端并联RC抑制电路,以降低晶闸管产生的噪声(噪声严重时,可能会击穿晶闸管)。
根据干扰的传播路径,可分为传导干扰和辐射干扰。
所谓传导干扰是指通过导线传输到敏感设备的干扰。 高频干扰噪声的频带与有用信号的频带不同。 可以通过在线路上加滤波器来截断高频干扰噪声的传输。 有时,可以添加隔离光耦来解决这个问题。 电源噪声的危害性最大,因此应特别注意处理。 所谓辐射干扰是指通过空间辐射传输到敏感设备的干扰。 一般的解决办法是增加干扰源与敏感器件之间的距离,用地线隔离,并在敏感器件上加屏蔽层。
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