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PCB中防止共阻抗干擾的地線設(shè)計(jì)解析

2017-11-28 | rar | 0.4 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

 電子電路中,共阻抗干擾對(duì)電路的正常工作帶來很大影響。在PCB電路設(shè)計(jì)中,尤其在高頻電路的PCB設(shè)計(jì)中,必須防止地線的共阻抗所帶來的影響。通過對(duì)共阻抗干擾形式的分析,詳細(xì)介紹一點(diǎn)接地在電子電路中,特別是在高頻電路中對(duì)共阻抗干擾的抑制作用,以及采用一點(diǎn)接地防止共阻抗應(yīng)注意的問題。
  同時(shí)對(duì)PCB板內(nèi)地線布局的主要形式和要求進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。
  0前言
  在電子電路中,多數(shù)元器件都要通過地線形成回路,線設(shè)計(jì)合理與否,直接影響電路的工作。盡可能地降低由于地線設(shè)計(jì)不和理產(chǎn)生對(duì)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_。
  在電路圖中,接地常用符號(hào)PCB中防止共阻抗干擾的地線設(shè)計(jì)解析來表示,表示電路中的零電位,并用來作為電路的其他各點(diǎn)的公共參考點(diǎn)。電路的各點(diǎn)電壓、電流和信號(hào)電平的大小均是以地線作為基準(zhǔn)電壓來表示的。在閱讀電路圖和理解電路工作狀態(tài)時(shí),常把地線和各接地點(diǎn)之間視作無電位差的零電位點(diǎn)。而在實(shí)際電路工作中,由于地線的阻抗(電阻、電感)的存在,會(huì)產(chǎn)生一定的電位差。這些電位差的存在,必然對(duì)電路的工作帶來影響。在PCB設(shè)計(jì)中必須注意和消除地線阻抗的影響。
  1地線對(duì)電路產(chǎn)生干擾的形式
  1. 1全電流共阻抗干擾
  如圖1中,電路1和電路2通過公用地線AB與電源形成回路。線段AB可等效為一個(gè)電阻和電感的串聯(lián)回路,因而形成共阻抗效應(yīng)。在工作時(shí),電路1、2的電流變動(dòng),將引起A點(diǎn)電位變化,使電路1、2相互產(chǎn)生干擾。如電路2有輸出至電路3,干擾也將竄入電路3中,因此形成全電流共阻抗干擾。
  例如有一段長(zhǎng)為10cm,寬為1. 5cm的印制導(dǎo)線,其銅箔厚度為50微米,導(dǎo)線電阻為:
  PCB中防止共阻抗干擾的地線設(shè)計(jì)解析
  若ρ= 0. 02,則R約為0. 026Ω。當(dāng)電路1工作在低頻時(shí),電路的交變電流為1A,則在這段印制導(dǎo)線上約產(chǎn)生0.026V的交變電壓降而作用在電路2上。在高頻時(shí),地線的共阻抗干擾,主要以導(dǎo)線的電感為主。當(dāng)一段導(dǎo)線長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于其寬度時(shí),導(dǎo)線的自感量可按0. 8微亨/米計(jì)算。同樣一段長(zhǎng)10cm的導(dǎo)線,當(dāng)其通過的工作頻率為30MHz時(shí),此段導(dǎo)線所呈現(xiàn)的感抗RL= 2πL≈16Ω??梢娫陬l率升高時(shí),導(dǎo)線的感抗將比導(dǎo)線本身的電阻要大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。即使導(dǎo)線中流過很小的高頻電流,如為10mA,在導(dǎo)線上將產(chǎn)生0.16V的高頻電壓。因而,對(duì)于高頻電路,在制作PCB時(shí),印制導(dǎo)線要盡可能短,以減少導(dǎo)線感抗對(duì)電路帶來的損耗與干擾。
  PCB中防止共阻抗干擾的地線設(shè)計(jì)解析
  圖1地線共阻抗干擾
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