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详解电路设计中的单点接地/多点接地/混合接地

地线也是有阻抗的,电流流过地线时,会产生电压,此为噪声电压,而噪声电压则是影响系统稳定的干扰源之一,不可取。所以,要降低地线噪声的前提是降低地线的阻抗。众所周知,地线是电流返回源的通路。随着大

  地线也是有阻抗的,电流流过地线时,会发生电压,此为噪声电压,而噪声电压则是影响体系安稳的搅扰源之一,不可取。所以,要下降地线噪声的条件是下降地线的阻抗。

  众所周知,地线是电流回来源的通路。跟着大规模集成电路和高频电路的广泛使用,低阻抗的地线规划在电路中显得尤为重要。这儿就简略罗列几种常用的接地办法:

  单点接地

  单点接地,望文生义,便是把电路中一切回路都接到一个单一的,相同的参阅电位点上。如下图所示。

  单点接地能够分为“串联接地”和“并联接地”两种办法。串联单点接地的办法简略,可是存在一起地线的原因,导致存在公共地线阻抗,假设此刻串联在一起的是功率相差很大的电路,那么相互搅扰就十分严峻。并联单点接地的办法能够防止公共地线耦合的要素,可是每部分电路都需求引地线到接地址上,需求的地线就过多,不实用。

  所以,在实践使用时,能够选用串联和并联混合的单点接地办法。在画PCB板时,把相互不易搅扰的电路放一层,把相互容易发生搅扰的电路放不同层,再把不同层的地并联接地。如下图所示。

  单点接地在高频电路里边,由于地线长,地线的阻抗是永久防止不了的要素,所以并不适用,那怎么办呢?下面再介绍“多点接地”。

  多点接地

  当电路作业频率较高时,幻想一下高频信号在沿着地线传达时,所到之处影响周边电路会有多么严峻,因而一切电路就要就近接到地上,地线要求最短,多点接地就发生了。

  多点接地,其意图是为了下降地线的阻抗,在高频(f 必定的条件下)电路中,要下降阻抗,主要从两个方面去考虑,一是减小地线电阻,二是减小地线感抗。

  1,减小地线导体电阻,从电阻与横截面的联系公式中咱们知道,要添加地线导通的横截面积。可是在高频环境中,存在一种高频电流的趋肤效应(也叫集肤效应),高频电流会在导体外表经过,所以单纯增大地线导体的横截面积往往作用不大。能够考虑在导体外表镀银,由于银的导电性较其他导电物质优异,故而会下降导体电阻。

  2,减小地线的感抗,最好的办法便是增大地线的面积。

  在实践使用时,地线短,地面积大,抗搅扰的作用就会更好。

  写到这儿时,或许有人会问,怎么才算是高频电路?参阅杨继深教授的书本《电磁兼容EMC技能》有说到“一般1MHZ以下算低频电路,能够选用单点接地,10MHZ以上算高频电路,能够选用多点接地的办法”,1MHZ和10MHZ时,假设最长地线不超越波长的1/20,能够单点接地,不然多点接地。

  假设电路中既有高频信号,又有低频信号,怎么办?混合接地会是个好挑选!

  混合接地

  如图所示。

  经过图来剖析。

  上图中的第一种结构,假定作业在低频电路中,依据容抗Zc = 1/2πfc可知,容抗在低频环境下很大,而高频环境下很小。那么地线在低频时是断开的,在遭到高频搅扰时挨近导通。如此接法能够有用避开地线环路的搅扰影响。

  上图中的第二种结构,假定作业在高频电路中,依据感抗Zl = 2πfl可知,感抗在低频环境下很小,而高频环境下很大。那么地线在低频时是相似导通的,在遭到高频搅扰时是断开。如此接法能够有用避开地环路电流的影响。

  总述,在实践使用中,电路依据作业环境选用适宜的接地办法能够有用避开搅扰信号,到达电路的最优作用。

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