PCB设计中的EMC设计及地线设计分享

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地线设计

地线噪声是指由系统各部分地线之间的电位差或接地阻抗引起的接地噪声。 由于接地系统存在接地电位差的问题，因此在产品设计的接地过程中必须根据PCB的特点选择相应的接地方式。 在电子产品设计中，接地是控制干扰的重要方法。 如果接地和屏蔽能够正确结合，大多数干扰问题都可以得到解决。 电子产品中的地线结构一般包括系统地线、机箱地线、数字地线和模拟地线。 接地线设计应注意以下几点：

(1)接地线应尽可能粗。 如果接地线很细，接地电位会随着电流的变化而波动，导致电子产品的时序信号电平不稳定，抗噪声性能降低。 因此，设计时应将接地线尽可能加粗，使其能通过印制电路板允许电流的三倍。 如果可能的话，接地线的宽度应大于3mm

(2)正确选择接地方式。 单点接地的目的是防止来自两个具有不同参考电平的子系统的电流和射频电流通过同一返回路径而引起公共阻抗耦合。 这种接地方式适用于低频PCB，可以减少分布传输阻抗的影响。 然而，在高频PCB中，返回路径的电感成为高频线路阻抗的主要部分。 因此，为了尽量减小高频PCB的接地阻抗，通常采用多点接地的方法。 多点接地最重要的是尽量缩短接地引线的长度，因为引线越长意味着电感越大，从而增加接地阻抗并造成接地电位差。 混合接地结构是单点接地和多点接地的结合。 这种结构常用于PCB存在高低混频的情况，即低频时出现单点接地，高频时出现多点接地。

(3) 数字与模拟分离。 电路板上既有高速逻辑电路，也有线性电路。 他们应该尽可能分开。 两者的地线不能混用，应连接至电源端的地线。 低频电路的地线应尽量单点并联接地。 如果实际接线有困难，可以部分串联，然后并联到地。 高频电路应采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量采用网格状大面积接地箔。 线性电路的接地面积应尽可能增大。

(4)接地线形成闭合回路。 在设计仅由数字电路组成的印刷电路板的地线系统时，将地线做成闭合电路可以明显提高抗噪声能力。 由于印制电路板上的集成电路元件较多，特别是功耗较大的元件，由于地线粗细的限制，会在地线上产生较大的电位差，引起功率下降。 在抗噪方面。 如果将接地线形成环路，则可以减小电位差，提高电子设备的抗噪声能力。

(5)采用光隔离器切断地环路干扰。 光连接通常包括光耦合器和光纤连接。 光耦合器的寄生电容一般为2pF，可以为高频提供良好的隔离。 光纤连接几乎没有寄生电容，但价格较高，安装维护不方便。

 旁路和去耦设计

旁路是指从组件或电缆传输不需要的共模射频能量。 旁路电容的主要作用是产生交流分量，以消除进入敏感区域的不必要的能量。 去耦是指在元件切换过程中去除高频元件进入配电网络的射频能量。 去耦电容的主要作用是为元件提供局部直流电源，从而减少开关噪声在板上的传输，并将噪声引导到地。

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