接地设计2015

产品接地设计规范2015-11-02

接地设计规范

目录

第一部分：EMC基础知识

第二部分：接地设计技术

第三部分：结构和电缆屏蔽接地设计

第一部分：EMC基础知识

1.EMC定义

2.常见EMC缩略语与标准分类

3.EMC测试项目简介

4.EMC测试介绍

ESD 测试波

形：

EFT/B：Electrical Fast Transient /Burst EFT/B：

IEC 61000-4-4

模拟产品附近或所在电网中切断感性负载时的脉冲干扰。

双指数脉冲

15ms脉冲串

(5kHz)

脉冲串间隔是300ms

上升沿5ns、脉宽50ns、干扰覆盖频率60—100MHz

EFT/B测试波形：

Surge：雷击浪涌试验雷击浪涌试验：模拟自然雷击或电网中接入大容性负载所产生脉冲对设备的影响。包含电源端和信号端测试。测试标准：IEC 61000-4-5。

•电源端测试：

L和N线间（差模干扰）

L对保护地（共模干扰）

N对保护地（共模干扰）

•信号端测试

屏蔽线，干扰加在屏蔽层

非屏蔽线，干扰加在信号线。•浪涌波形

1.2/50、8/20组合波，包括电源端和室内

信号端的试验；

1.2、8指波形的波前时间（us）；

50、20指得是波形的脉宽（us）。

RE：Radiated Emission，辐射发射

考察设备在正常工作时，对外界的辐射干扰强度；

测试频段根据不同的标准要求不同；

如：在CISPR 11中，测试频段为30～1000MHz，值得注意的是设备进行RE测试时标准要求尽可能满配置、满负荷的运行。

测试标准：ISM(工科医)设备为CISPR 11，国标为GB4824。

RE：测试现场

•天线高度（1-4米）、极化方向（H&V）、转台角度（0-360）不断改变以搜寻到设备辐射最大点。•可在开阔场和半电波暗室内进行。

CE：测试示意图（电源端）

•LISN：Line impedance stabilization network 线路阻抗稳定网络。

第二部分：接地设计技术

1.接地技术的发展

2.接地定义及常见接地符号

3.工作接地方式分类

4.接地设计

设备

2.2 接地定义及常见符号

“地”定义：电流返回其源的低阻抗通道；

对线路工程师：地是线路电压的参考点；

对系统设计师：地是机柜或机架；

对电气工程师：地是绿色安全地线、大地。“地”符号：

PE、PGND、FG--------------保护地或机壳

BGND或DC-RETURN-------直流电源回流

GND------------------------------单板及背板工作地

DGND----------------------------单板数字地

AGND----------------------------单板模拟地

LGND----------------------------防雷保护地

2.4 接地设计

总体思路：

1.按电路类型，电路功能模块划分；

2.确定功能模块间地的互连方式；

3.确定功能模块地和大地之间的连接方式；

4.板级地网络的设计：

–走线阻抗带来的坏处；

–走线阻抗；

–梳状接地方式；

–网格接地方式；

–地层平面方式。

5.接口电路的地设计。

如何控制地线阻抗和回路面积

•网格接地（接地平面方式是网格接地的特殊形式）可减小地线阻抗，且利于电源回路和信号回路的回路面积控制；•网格接地线应短粗，以减小地线阻抗。

•不建议梳状接地方式；

电路

接口处接地的设计要点

1.单板接口地接设备金属结构件，使其成为“干净地”，用来进行滤波电路

和防护电路的接地；

2.电源滤波器的地接单板接口地；

3.电源模块输出的电源地单点接数字地。

4.数字接口电路建议采用光耦、隔离变压器等隔离器件进行隔离，避免数

字地上的噪声耦合到单板接口地；

5.各接口的滤波电路靠近单板接口地放置，滤波电容接单板接口地；

6.D/A器件跨接在数字地和模拟地之间，数字地和模拟地在D/A附近单点相

连，模拟地单点接单板接口地；

7.尽量避免数字地直接接单板接口地，以避免构成如前页图中红色箭头所

示的地电流回路，使得数字地“污染”单板接口地；

8.接口电缆的屏蔽层接单板接口地。

直接接地设计要点

•与接口处接地相比，直接接地改变了接地的位置，即不通过接口地接地，而是直接连接到设备的金属外壳；

•采用此接地方法后注意：在接口处，接口地和数字地、模拟地、电源地在接口处不能有连接，以免形成上图所示的地环路。

背板接地设计要点

1.背板上不分PGND和DGND，即背板上只有一个地GND；

2.GND通过金属化螺钉以及螺钉所在位置的阻焊亮铜带和结

构件良好搭接；对应的结构件部分应不做喷漆处理；阻焊亮铜带的宽度不小于10mm；

3.背板上的BGND（直流地）和背板地不作任何连接，

BGND和其电源trace紧邻走线；

4.背板上的GND平面尽可能完整；

5.背板表层、底层一般不要为走线层，要求尽可能保证地平

面的完整。