PCB布线的地线干扰与抑制处理方法

合集下载

地线干扰及防治措施

地线干扰及防治措施

地线干扰及防治措施1. 地线干扰电子产品的地线设计是极其重要的,无论低频电路还是高频电路都必须要个遵照设计规则。

高频、低频电路地线设计要求不同,高频电路地线设计主要考虑分布参数影响,一般为环地,低频电路主要考虑大小信号地电位叠加问题,需独立走线、集中接地。

从提高信噪比、降低噪音角度看,模拟音频电路应划归低频电子电路,严格遵循“独立走线、集中一点接地”原则,可显着提高信噪比。

音频电路地线可简单划分为电源地和信号地,电源地主要是指滤波、退耦电容地线,小信号地是指输入信号、反馈地线。

小信号地与电源地不能混合,否则必将引发很强的交流声:强电地由于滤波和退耦电容充放电电流较大(相对信号地电流),在电路板走线上必然存在一定压降,小信号地与该强电地重合,势必会受此波动电压影响,也就是说,小信号的参考点电压不再为零。

信号输入端与信号地之间的电压变化等效于在放大器输入端注入信号电压,地电位变化将被放大器拾取并放大,产生交流声。

增加地线线宽、背锡处理只能在一定程度上减弱地线干扰,但收效并不明显。

有部分未严格将地线分开的PCB由于地线宽、走线很短,同时放大级数很少、退耦电容容量很小,因此交流声尚在勉强可接受范围内。

2.正确的布线方法是:1)主滤波电容引脚作为集中接地点,强、弱信号地线严格区分开,在总接地点汇总。

下面以最常见的LM1875(TDA2030A)为例,以生产商推荐线路说明一下:2030A推荐线路图图中R1、R2是输入落地电阻,C2是直流反馈电容,接地点是小信号地,标记为蓝色,;C3、C4、C6、C7是退耦电容,接地端标记为红色,属电源地。

正确的接地方式为:三个小信号接地点可混合在一条地线上,四个电源地汇集为另一条地线,电源地与小信号地在总接地点处汇合,除总接地点外,两种地不得有其他连通点!2)功放输出端的茹贝尔(zobel)移相网络(R5、C5)接地点处理方法较特殊,该接地点如并入电源地,地线电压扰动将经R4反馈至LM1875反相输入端,引起交流声;而并入小信号地的话,由于信号的相位、强度不一致,将导致音乐信号质量严重下降。

指定PCB设置规则和冲突解决方案

指定PCB设置规则和冲突解决方案

指定PCB设置规则和冲突解决方案在PCB设计中,遵循一些设置规则可以提高电路板的可靠性和性能。

下面是一些常见的PCB设置规则和冲突解决方案:1.最小线宽和线距:按照制造能力选择适当的线宽和线距。

一般来说,较小的线宽和线距可以提高布线密度,但也会增加制造难度。

需要根据电路的特殊要求来平衡。

2.引脚分离:将输入和输出引脚分离,以降低信号干扰。

输入引脚和输出引脚的走线路径应尽量远离,以减少串扰。

3.地线规划:良好的地线规划可以减少地线回流干扰。

应该尽量减少地线回流路径的长度,并确保地线足够宽以保证良好的地势。

4.电源和地线:电源和地线的走线要尽量平行,以减小电感和电容。

同时,应该在电源输入和芯片附近放置电源滤波电容器来降低电源波动。

5.PCB层次规划:根据不同的信号类型和功耗要求合理规划PCB层次。

例如,将高频和低频信号分别放置在不同的层次上,以避免干扰。

6.信号走线:尽量使用直线走线和90度转角来减小信号的串扰。

同时,可以使用各向同性的线宽和线距来提高信号的一致性。

7.组件布局:将相关的器件放置在彼此附近以减小走线长度和串扰。

同时,应该避免高功耗器件和高频器件的邻近放置,以减少相互干扰。

冲突解决方案:1.线宽和线距冲突:如果线宽和线距的设置导致冲突,可以考虑调整器件的位置或者更换器件,以适应设计要求。

同时,可以与制造商沟通,了解他们的制造能力,以便做出合理的调整。

2.引脚分离冲突:如果引脚分离冲突,可以通过增加层数或者使用地平层来降低引脚之间的干扰。

同时,还可以考虑使用屏蔽罩或者过滤器来隔离输入和输出引脚。

3.地线回流冲突:如果地线回流路径太长,可以通过增加地线的宽度或者增加连接点来降低回流阻抗。

同时,还可以加入地线隔离区来避免不同地线之间的串扰。

4.电源和地线冲突:如果电源和地线的走向冲突,可以尝试改变电源和地线的布局,或者使用分层布线来调整。

此外,还可以考虑使用盘线或者小孔连接来实现电源和地线的连接。

如何应对PCB设计中的电磁干扰问题

如何应对PCB设计中的电磁干扰问题

如何应对PCB设计中的电磁干扰问题在PCB设计中,电磁干扰是一个常见而令人头痛的问题。

它可能导致电路性能的下降、系统崩溃甚至设备损坏。

因此,正确地应对电磁干扰问题至关重要。

本文将探讨几种应对PCB设计中电磁干扰问题的方法和策略。

一、电磁干扰的原因及影响电磁干扰来源于各种电子设备,包括干扰源和受干扰的电路。

产生电磁干扰的原因很多,比如电路中的高频信号、不正确的接地、信号线之间的互相干扰等。

这些干扰会导致电路中的信号失真、噪音增加、系统性能下降等问题。

二、合理布局电路板合理布局电路板是应对电磁干扰问题的重要策略之一。

首先,应尽量缩短信号线的长度,减少信号线之间的耦合。

其次,将高频信号线和低频信号线分开布局,避免相互干扰。

此外,可以采用屏蔽罩来隔离信号线和其他电路元件,减少干扰的传播。

三、地线的设计和布局地线的设计和布局对于降低电磁干扰也非常重要。

首先,要保证地线的连续性,避免地线断裂。

其次,在布局地线时,尽量采用星型连接方式,将各个地线连接到一个共接地点。

这样可以减少接地电流的路径,降低电磁干扰的产生。

同时,应尽量将数字和模拟地线分开布局,以减少它们之间的相互干扰。

四、减少信号线的串扰信号线之间的串扰是电磁干扰的主要来源之一。

为了减少串扰,可以采用以下方法。

首先,选择适当的信号线间距,尽量将它们分开。

其次,可以采用屏蔽罩、地平面等方法进行屏蔽。

另外,还可以使用差分信号线,通过差分信号的抵消作用来减少串扰的影响。

在布局和布线时,注意布线对称和平衡,可以进一步减少串扰。

五、选择合适的滤波器和抑制器在PCB设计中,可以采用滤波器和抑制器来抑制电磁干扰。

滤波器可以用于滤除高频噪声和信号,可以选择合适的滤波器根据具体的需求。

抑制器可以用于抑制电磁辐射和干扰源的信号,采用合适的抑制器可以有效地降低电磁干扰的影响。

六、合理选择敷铜与引入GI设计在PCB设计中,合理选择敷铜和引入地电网隔离设计是有效应对电磁干扰的方法之一。

印制电路板设计原则和抗干扰措施

印制电路板设计原则和抗干扰措施

印制电路板设计原则和抗干扰措施印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)设计是电子产品设计中非常关键的一部分,其设计原则和抗干扰措施对于电路性能和可靠性有着重要的影响。

下面将详细介绍印制电路板设计的原则和抗干扰措施。

一、印制电路板设计原则1.合理布局电路元件:在布局电路元件时,要根据电路功能和信号传输的要求,合理放置各元器件,减少信号线的长度,尽量减少信号线之间的交叉和平行布线,以减小串扰和电磁辐射的影响。

2.最短路径布线:信号线的长度对于高频电路尤为重要,因为在较高的频率下,信号线会表现出电感和电容的性质,对信号引起较大的干扰。

因此,对于高频信号线,需要尽量缩短信号路径,减小电感和电容效应。

3.控制传输线宽度和间距:传输线的宽度和间距会影响阻抗和串扰。

准确计算和控制阻抗可以避免发生信号反射和衰减。

而间距的控制可以减小串扰影响。

因此,在设计中应考虑到实际信号需求,计算并确定传输线的宽度和间距。

4.分层布线:对于复杂的电路设计,分层布线可以将不同功能的信号线分隔开,减小相互之间的干扰。

较高频的信号线可能需要从内层电路板层穿过,这时就需要提前规划分层布线,以保证信号的完整性和正常传输。

5.地线设计:地线是电路中非常重要的参考线,用于提供参考电平和回路。

因此,在进行印制电路板设计时,要考虑地线的设计,确保地线的连续性、稳定性和低石英。

6.飞线布线:飞线布线常用于解决布线空间不足、信号线错位等问题。

在进行飞线布线时,要准确把握长度和位置,避免信号串扰和干扰,尽量使飞线短小精悍。

1.控制层间电容和层间电感:层间电容和层间电感会导致电磁干扰,因此,在进行PCB设计时,要注意层间电容和电感的控制,尽量减少干扰的发生。

可以通过减小板厚、增加层间绝缘材料的相对介电常数、增加层间电缝等手段来降低层间电容和层间电感。

2.象限规划:将信号线按照功能和高低频分布到各象限中,可以降低相互之间的干扰。

例如,可以将数字信号和模拟信号放置在不同的象限中,避免信号之间的相互干扰。

PCB及电路抗干扰措施

PCB及电路抗干扰措施

PCB及电路抗干扰措施PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中常见的一种基础组件,用于支撑和连接电子元器件。

在设计和制造PCB时,为了保证电路的稳定性和可靠性,需要采取一系列的抗干扰措施。

首先,对于信号线的定位和布线需要谨慎考虑。

对于高频信号线和低频信号线,应尽量避免在布线过程中产生交叉和平行,同时应尽量使信号线和地线、电源线保持一定的间距,减小相互之间的干扰。

其次,对于电源线的设计,应采取合适的滤波措施。

通过设置电源滤波器,可以有效地滤除电源线上的高频噪声,保证电路的稳定供电。

此外,应尽量避免共地和共电源现象的产生,即将高频和低频电源线分开布局,减少相互之间的相互干扰。

另外,在PCB的设计中,需要合理规划和设置地面层。

地面层在PCB上起到了很重要的作用,可以提供稳定的工作参考电平,同时还可以起到屏蔽和散热的作用。

在地面层设计中,可以采取大面积连接的方式,将地面层与信号层、电源层等连接起来,形成一个完整的电流环路,减少干扰的产生。

此外,在PCB的布局和连接中,还可以采取差分信号传输技术。

差分信号传输是一种通过两个相反但幅度相等的信号进行数据传输的方式,可以有效抵消传输过程中的共模干扰和噪声。

对于差分信号线,需要尽量保持两条信号线的长度、间距和走线方式一致,减小差分信号线之间的不平衡和失配。

此外,在PCB的设计过程中,还可以采用屏蔽罩和屏蔽设备来进行电磁屏蔽。

屏蔽罩通常由导电材料制成,可以用于保护敏感的设备和信号线不受来自外部的电磁干扰。

同时,在PCB上的敏感电路和元器件周围,可以设置合适的屏蔽罩或屏蔽设备,进一步提高电路的抗干扰性能。

最后,还可以通过设计适当的接地和继电器等控制装置来提高PCB的抗干扰能力。

良好的接地设计可以减少接地回路的阻抗,提供稳定的接地参考电平。

通过合理选择和设计继电器,可以实现对敏感电路的切断和隔离,避免干扰源对电路的影响。

综上所述,PCB及电路的抗干扰措施涉及信号线的布线定位、电源线的滤波设计、地面层的设置、差分信号传输、屏蔽设备的应用、接地设计和继电器等。

PCB布线的地线干扰与抑制处理方法

PCB布线的地线干扰与抑制处理方法

什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线是作为电路电位基准点的等电位体。

这个定义是不符合实际情况的。

实际地线上的电位并不是恒定的。

如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。

正是这些电位差才造成了电路工作的异常。

电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。

HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。

这个定义中突出了地线中电流的流动。

按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。

因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。

因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。

2.地线的阻抗谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常。

要搞清这个问题,首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。

电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。

任何导线都有电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻,表1 给出的数据说明了这个问题。

在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含丰富的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。

对于数字电路而言,电路的工作频率是很高的,因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。

表1 导线的阻抗(Ω):频率Hz D = 0.6510cm 1m D = 0.2710cm 1m D = 0.06510cm 1m D = 0.0410cm 1m 10 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻,可以看出当频率达到10MHz 时,对于1米长导线,它的阻抗是直流电阻的1000 倍至10万倍。

PCB布线中的抗干扰策略

PCB布线中的抗干扰策略

PCB布线中的抗干扰策略在PCB布线过程中,抗干扰策略是确保电子设备正常运行的关键。

干扰可以来自各种源,如电磁辐射、电源波动、信号串扰等,它们对电路的稳定性和性能产生严重影响。

为了减少干扰,以下是几种常见的抗干扰策略。

首先,正确的布线规划是实施抗干扰策略的基础。

布线规划需要充分考虑信号和电源线的分布,尽量减少信号线和电源线的交叉与平行。

此外,应将高频信号线与低频信号线相分离,并确保信号线与地线之间的间距合适。

第二,良好的地线设计非常重要。

地线是PCB布线中最重要的组成部分,它提供了一个良好的参考平面,减少了电磁干扰的影响。

地线需要足够宽,并保持连续性以减少阻抗。

此外,地线应尽可能靠近信号线,形成一对互补的传输线,以减小信号回路面积,降低串扰的可能性。

第三,适当的屏蔽技术也可以有效地抵御干扰。

屏蔽技术通常在高频信号线上使用,通过在信号线周围添加屏蔽层来阻挡外部干扰的进入。

屏蔽层可以是金属箔、银浆、导电性涂料等材料的一层或多层。

屏蔽层应与地线连接以形成一个闭合的回路,确保外界干扰信号被引导到地。

第四,电源管理是抗干扰策略的一个重要方面。

电源的稳定性对于整个电子系统的正常运行至关重要。

为了减少电源波动引起的干扰,可以采取以下措施:合理的电源布置、降低电源噪声的滤波和去耦电容、选择稳定性好的电源模块等。

此外,还有一些其他的抗干扰策略值得一提,如适当的阻抗匹配、减小回路面积、选择低噪声元件等。

在实际布线过程中,还需要充分利用仿真软件进行模拟验证,以确保布线方案的可行性和有效性。

总结来说,PCB布线中的抗干扰策略是确保电子设备正常运行的关键。

通过正确布线规划、良好的地线设计、屏蔽技术的使用、电源管理和其他一系列策略的综合应用,可以有效地减少电子设备受到的干扰,提高电路的稳定性和性能。

在实际应用中,还需要根据不同的应用场景和需求进行定制化的抗干扰策略设计。

PCB设计中的地线布局技巧

PCB设计中的地线布局技巧

PCB设计中的地线布局技巧在PCB设计中,地线布局是非常重要的一环,它直接关系到整个电路的稳定性、抗干扰能力和性能。

正确的地线布局可以有效减小电路中的干扰和噪声,提高信号传输的稳定性和可靠性。

下面将介绍一些在PCB设计中地线布局的一些技巧:1. 单点接地:在PCB设计中,最好是采用单点接地的方式,即将所有的地线都连接到一个点,再与地区分开。

这样可以避免产生不同地区之间的回流环路,减小干扰和误差的产生。

2. 地线尽量粗:地线越粗,电阻越小,传输电流的能力就越强。

因此,在设计PCB时,尽量将地线设计得足够粗,可以提高整个电路的性能。

3. 保持短而直:地线布局应尽量保持短而直的原则,尽量减小地线的长度和弯曲,以降低电磁干扰的产生。

此外,地线的长度对于信号的传输速度也会产生一定的影响,短接地线可以缩短信号的传输时间,提高传输速度。

4. 避免交叉设计:在PCB设计中,应尽量避免地线和信号线的交叉设计,交叉会导致相互干扰,产生串扰和回流环路。

因此,在设计PCB时,要尽量将地线与信号线分开布局,避免它们之间的交叉。

5. 使用地平面:在PCB设计中,地平面是非常重要的一部分,它可以起到电磁屏蔽和安全接地的作用。

地平面应尽量覆盖整个PCB板,与地线连接紧密,可以有效地减小电路中的干扰,提高整个电路的稳定性和可靠性。

6. 接地孔的设计:在PCB设计中,接地孔的设计也是非常重要的一环。

接地孔可以帮助将电压稳定、电流稳定地导入芯片,避免出现电流循环不畅等问题。

在设计接地孔时,应尽量将接地孔布局在电路板的四角,尽量避免接地孔与信号线之间的交叉。

7. 分析整体电路结构:在进行PCB设计时,应当从整体电路结构的角度出发,仔细分析和规划地线的布局。

合理地布局地线不仅可以提高整个电路的性能,还可以减少电磁干扰对于电路的影响,提高电路的稳定性和可靠性。

综上所述,在PCB设计中地线布局是非常重要的一环,它直接关系到电路的稳定性和性能。

PCB布线的地线干扰与抑制处理方法

PCB布线的地线干扰与抑制处理方法

PCB布线的地线干扰与抑制处理方法PCB(Printed Circuit Board)布线中的地线干扰是一种常见的问题,它可能会干扰电路的正常运行。

为了解决这个问题,我们可以采取一些抑制处理方法来减少或消除地线干扰。

下面是一些常见的地线干扰与抑制处理方法:1.地线布线技巧:a.分离数字和模拟地:尽量将数字与模拟电路的地线分开,减少相互干扰的可能性。

b.接地电流的路径短而宽:将接地电流通过干燥的宽地线传输,减少接地电阻和导线电感,提高地线的抑制能力。

c.使用星形接地:d.使用平面接地:e.使用分区接地:f.使用地钉:在关键区域使用地钉来提供额外的地线连接。

2.组件布局:a.尽量将高频和低频组件分开:将高频组件和低频组件分开布局,减少相互之间的干扰。

b.避免地线回流干扰:确保地线回流干扰不通过敏感组件周围的区域,可以通过调整组件布局来实现。

3.组件选择和降噪处理:a.选择低噪声组件:选择具有低输入输出噪声特性的组件,减少地线干扰。

b.使用滤波器:在地线上添加合适的滤波器,可以有效地抑制地线上的噪声干扰。

c.使用抑制电阻:通过在地线上添加适当的抑制电阻来减少地线干扰。

d.使用绕组电感:在地线上添加绕组电感,可以有效地抑制高频地线干扰。

4.地线连接:a.使用铺铜:通过在布线过程中使用铺铜技术,可以增加地线的面积,减少地线干扰。

b.使用分布式接地:将地线接地点分布在整个电路板上,减少地线干扰。

5.PCB设计原则:a.适当阻抗匹配:确保地线干扰越小越好,可以采用适当的阻抗匹配。

b.保证良好的地线连续性:地线应该连续,并与地端连接紧密。

c.减小地线面积:地线可以不要太大,以减小地线干扰。

除了上述方法,我们还可以通过仿真、实测和调试等方法进行地线干扰与抑制处理。

通过使用静电式电位差分析仪等测量设备,可以检测地线上的干扰情况,并找出抑制干扰的有效方法。

综上所述,地线干扰的抑制处理是一个综合性的问题,需要结合布线技巧、组件布局、组件选择和降噪处理、地线连接、PCB设计原则等多方面的因素来进行综合考虑和处理。

分析PCB布线技术中各种干扰产生的途径和原因和抗干扰设计

分析PCB布线技术中各种干扰产生的途径和原因和抗干扰设计

分析PCB布线技术中各种干扰产生的途径和原因和抗干扰设计在PCB布线技术中,各种干扰主要有四种途径产生,分别是导线之间的电磁相互作用、信号线与地线之间的互耦干扰、信号与电源之间的串扰干扰以及外界信号的电磁辐射干扰。

首先,导线之间的电磁相互作用是最常见的一种干扰形式。

当导线之间距离较近或者布线较密集时,信号线之间会产生电磁相互作用,导致信号品质下降。

导线之间的电磁相互作用主要原因是信号线的电流变化导致附近信号线产生感应电流,并且信号线之间的电流也会产生磁场相互作用。

其次,信号线与地线之间的互耦干扰也是一种常见的干扰形式。

当信号线和地线走得很近时,信号线的电流变化会导致附近地线上产生感应电流,从而引起互耦干扰。

这种干扰形式主要是由于信号线与地线之间的电容耦合导致的。

另外,信号与电源之间的串扰干扰也是一种常见的问题。

当信号线和电源线走得很近时,信号线上的电流变化会通过电源线的电容导致电源线上产生感应电流,从而引起串扰干扰。

最后,外界信号的电磁辐射干扰也会对PCB布线产生影响。

外界信号包括来自电源线的交流噪声、电子设备的辐射信号以及其他无线通信设备的信号等。

在布线过程中,如果没有采取相应的抗干扰措施,这些外界信号会通过空气传播到信号线上,从而产生干扰。

针对以上各种干扰产生的原因,可以采取一系列的抗干扰设计措施。

首先,可以通过合理布线来减小导线之间的电磁相互作用,如增加导线间的间距、降低导线走向的密度等。

其次,可以采用屏蔽技术来减小信号线与地线之间的互耦干扰,如在信号线周围加入屏蔽层或者使用屏蔽导线等。

此外,还可以采用分离和隔离技术来减小信号与电源之间的串扰干扰,如将信号线和电源线走向分开或者采用地隔离技术等。

最后,可以使用滤波器来减小外界信号的干扰,如安装滤波器、使用金属屏蔽罩等。

综上所述,PCB布线技术中各种干扰产生的途径和原因主要包括导线之间的电磁相互作用、信号线与地线之间的互耦干扰、信号与电源之间的串扰干扰以及外界信号的电磁辐射干扰。

画PCB时常用抗干扰方法

画PCB时常用抗干扰方法

画PCB时常用抗干扰方法在PCB设计中,为了确保电路板的工作稳定性和可靠性,常常需要采取一些抗干扰的措施。

以下是常用的抗干扰方法:1.分离模拟和数字电路:将模拟和数字信号的地线和供电线分开布局和走线,以减少相互干扰。

模拟和数字信号地和电源布局最好分开,尽量采用交错布线的方式,减少回路间的磁耦合和电容耦合。

2.使用屏蔽罩:在感觉到可能会有干扰源的电路周边,使用金属屏蔽罩,以隔离或屏蔽外部干扰。

同时,对需要进行防御的电路进行电磁屏蔽,以提高抗干扰能力。

3.适当增加电源滤波器:在电源输入端增加适当的RC或LC滤波器,以消除电源中的高频噪声,保持电路的稳定工作。

4.细化地面铺设:在PCB设计中,要注重地面铺设,遵循信号地、模拟地和数字地分离的原则。

通过合理铺设地面,可以提高地面的抗干扰能力,减少耦合和共模干扰。

同时,使用整片地面铺设,并增加分割泄露电流引线,以避免地下循环。

5.降低传输线串扰:在高速传输线的设计中,应采取差分传输线或屏蔽传输线的方式,以降低串扰的影响。

差分信号线的布局和走线应保持对称,并尽量减小信号线之间的间距,减少电磁耦合。

6.控制布线的长度和幅度:为了减少信号的串扰和干扰,将控制高频电路的布线长度和幅度尽量减小。

另外,高速信号线的走线要尽量避免与其他信号线平行,并且要尽量远离潜在的干扰源。

7.使用外接滤波元件:在需要进行抗干扰的接口电路中,可以使用外接的滤波元件,如滤波电容器、滤波电感器等,以消除噪声和干扰。

8.合理选择元器件:在设计过程中,选择具有良好抗干扰特性的元器件对于提高抗干扰能力至关重要。

例如,选择具有低噪声系数的放大器,抗干扰性能好的集成电路等。

9.使用屏蔽线材:当信号传输线路易受外界干扰时,可以考虑使用带有屏蔽层的线材进行连接,并合理接地屏蔽层,以达到抗干扰的目的。

10.确保良好的地和电源连接:对于抗干扰设计来说,地和电源连接非常重要。

良好的地和电源连接可以有效降低回路共模干扰和地回流路径的电压降低。

pcb线路板抗干扰设计规则

pcb线路板抗干扰设计规则

pcb线路板抗干扰设计规则
1.布局规划。

在布局规划时,应尽量避免高速信号和大功率信号线走近,并尽量避
免在信号线附近布置电源和地线,以减少互相干扰的可能性。

同时,也应
尽量降低信号线的长度,以减少信号衰减和干扰的可能性。

2.路由规则。

在路由规则方面,需要避免平行布线及交叉走线,尤其是高速信号线
和大功率线。

同时,在信号线路由时,应尽量避免通过大面积的电源、地
平面以及中心点,以避免在过多的共模干扰信号。

3.焊盘设计。

在焊盘设计时,应采用尽量完整的地面平面,特别是需要对高速信号
和模拟信号进行特殊处理的焊盘。

同时,要从设计和制造的角度出发,充
分考虑每个焊盘孔的位置和大小,以充分保证高速信号的一致性和稳定性。

4.共模干扰。

减少共模干扰的优化方法主要包括减少信号传输线路的长度,合理优
化信号层的布局、控制并降低电源电压噪声以及减小高频纹波电容,以尽
可能减少传输线路的耦合和干扰。

5.噪声的控制。

在噪声控制方面,需要充分考虑信号的采集、传输过程中可能引起的
干扰因素,采用合适的滤波器和终端设备来控制噪声和信号电平的稳定性
和一致性。

总之,良好的PCB线路板抗干扰设计应尽量减小干扰源和被干扰的信
号源之间的距离,采用合适的线宽和线距,通过良好的布局、路由、焊盘、共模噪声的控制以及噪声的控制方法来保证线路板的正常工作。

PCB设计中关于接地方面的经典处理方法!

PCB设计中关于接地方面的经典处理方法!

PCB设计中关于接地方面的经典处理方法!模拟地/数字地以及模拟电源/数字电源只不过是相对的概念。

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到了不能容忍的地步。

目前的标准处理办法如下:1. 地线从整流滤波后就分为2根,其中一根作为模拟地,所有模拟部分的电路地全部接到这个模拟地上面;另一根为数字地,所有数字部分的电路地全部接到这个数字地上面。

2. 直流电源稳压芯片出来,经过滤波后同样分为2根,其中一根经过LC/RC滤波后作为模拟电源,所有模拟部分的电路电源全部接到这个模拟电源上面;另一根为数字电源,所有数字部分的电路电源全部接到这个数字电源上面。

注意:模拟地/数字地以及模拟电源/数字电源除了在电源的开始部分有一点连接外,不能再有任何连接。

AVCC:模拟部分电源供电;AGND:模拟地DVCC:数字部分电源供电;DGND:数字地这样区分是为了将数字部分和模拟部分隔离开,减小数字部分带给模拟电路部分的干扰。

但这两部分不可能完全隔离开,数字部分和模拟部分之间是有连接的所以,在供电时至少地应该是在一起的,所以AGND和DGND之间要用0欧姆的电阻或磁珠或电感连接起来,这样的一点连接就能够减小干扰。

同样,如果两部分的供电电源相同也应该采用这样的接法。

在电子系统设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。

形成干扰的基本要素有三个:(1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt,di/dt大的地方就是干扰源。

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,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。

典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

(3)敏感器件,指容易被干扰的对象。

如:A/D、D/A变换器,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,提高敏感器件的抗干扰性能。

图解PCB地线干扰及抑制对策

图解PCB地线干扰及抑制对策

图解PCB地线干扰及抑制对策在电子产品的PCB设计中,抑制或防止地线干扰是需要考虑的最主要问题之一。

而许多初学者不了解地线干扰的成因,因此对解决地线干扰问题也就束手无策了。

所谓干扰,必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间,而地线干扰是指通过公用地线的方式产生的信号干扰。

注意这里所提到的信号,通常是指交流信号或者跳变信号。

地线干扰的形式很多,有人把它归结成两类:地线环路干扰、公共阻抗干扰,我认为应该还要加上地线环路的电磁偶合干扰,因此是三类。

下图可以很好的说明三类地线干扰的成因。

衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。

具体的说就是“B 单元电路”的地线电流,在J、N、L、M形成的“地线环路”中,对放大器A1和A2造成了影响。

由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。

二、地环路电磁耦合干扰在实际电路的PCB上,J、N、L、M形成的“地线环路”将包围一定的面积,根据电磁感应定律,如果这个环路所包围的面积中有变化的磁场存在,就会在环路中产生感生电流,形成干扰。

空间磁场的变化无处不在,于是包围的面积越大干扰就越严重。

三、公共阻抗干扰认真考察上图所示的电路结构,我们将发现,J、N、L、M中,有一条连接是多余的,随便去除其一,仍然可以满足各个接地点的连通关系,同时又可以消除地线环路。

那么,将哪一条连线去除比较合理呢?这时就要考虑另一类的干扰问题——公共阻抗干扰。

①去除J:这是最差的方案。

J去除后地线环路似乎消失了,可是另一个更可怕的环路又形成了(I、N、L、M),其中I是信号线,因此干扰比原来有线J时还要严重。

②去除M:环路消失,但是我们发现,此时放大器A2的地线电流需要流过J、N到达接地零点,注意N段是A1和A2共同的接地线,因此A2接地电流在N上形成的电压降就加到了A1上,形成干扰。

这种因共用一段地线而形成的干扰称为“公共阻抗干扰”。

③去除L:不仅不能解决A2与A1之间的公共阻抗干扰问题,还引起了“B单元电路”与A1、A2之间的公共阻抗干扰问题。

PCB常用抗干扰措施

PCB常用抗干扰措施

PCB常用抗干扰措施PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中承载电子元器件的重要组成部分。

在电子设备中,由于各种原因,如电磁干扰、射频干扰以及其他外部因素的影响,容易导致PCB上的信号质量下降,甚至引起设备的故障。

因此,在PCB设计中采取适当的抗干扰措施是非常重要的。

下面将介绍一些常用的PCB抗干扰措施。

1.布局设计:-尽量将高频、高速信号层与低频、低速信号层分开。

这样可以避免高频信号对低频信号的干扰。

-合理安排电源、地线和信号线的走向,避免信号线与电源线、地线的交叉。

-采用星状接地布局,将各个部分的地线通过一个中央地连接起来,减少回路面积。

-注意防止较大功率器件附近的信号线受到干扰。

2.信号层设计:-使用不同信号层进行分区,将高速信号、低速信号、模拟信号和电源线分别布局在不同的层上,以减少互相之间的干扰。

-控制信号线走线的长度和走向,缩短信号线的长度以减少传输延迟和干扰。

3.电源与地线设计:-采用低电阻、宽线宽的电源和地线,以降低电阻和电压下降,提高电源和地线的传导能力。

-在电源和地线上使用分布式电容、电感和滤波器,以进行滤波和抑制高频噪声。

4.屏蔽设计:-使用屏蔽罩和金属盖板来封闭敏感的电路,减少外部电磁干扰的影响。

-在PCB表面涂布屏蔽漆,以提高整个板的屏蔽效果。

-在高频、高速信号线旁边布置地线屏蔽。

5.减弱干扰设计:-对敏感信号线进行差分传输设计,通过差分信号线的抗干扰能力,减少外界噪声的影响。

-在输入输出端口使用串联电阻和滤波器,抑制输入或输出线上的高频噪声。

6.接地设计:-使用恰当的接地技术,避免地网产生回路共振和地回路的干扰。

-在PCB上布置大面积的地面铺铜,减少电磁辐射和抗干扰能力。

7.使用抗干扰元件:-在信号线上使用滤波器、电容器等元件,以滤除高频噪声。

-在输入输出端口使用保护器件,防止电压过高或过低导致的干扰。

总之,通过合理的布局设计、信号层设计、电源与地线设计、屏蔽设计、减弱干扰设计、接地设计和使用抗干扰元件等措施,可以有效提高PCB的抗干扰能力,保证电子设备的正常运行。

PCB布线时如何处理干扰问题

PCB布线时如何处理干扰问题

PCB布线时如何处理干扰问题
1、电源滤波器的选择:依据理论计算或测试结果,电源滤波器应达
到的插损值为IL,实际选型时应选择插损为IL+20dB大小的电源滤
波器。

2、交流滤波器和支流滤波器在实际产品中不可替换使用,临时性样
机中,可以用交流滤波器临时替代直流滤波器使用;但直流滤波器
绝对不可用于交流场合,直流滤波器对地电容的滤波截止频率较低,交流电流会在其上产生较大损耗。

3、避免使用静电敏感器件,选用器件的静电敏感度一般不低于
2000V,否则要仔细推敲、设计抗静电的方法。

在结构方面,要实现
良好的地气连接及采取必要的绝缘或屏蔽措施,提高整机的抗静电
能力。

4、带屏蔽的双绞线,信号电流在两根内导线上流动,噪声电流在屏
蔽层里流动,因此消除了公共阻抗的耦合,而任何干扰将同时感应
到两根导线上,使噪声相消。

5、非屏蔽双绞线抵御静电耦合的能力差些。

但对防止磁场感应仍有
很好作用。

非屏蔽双绞线的屏蔽效果与单位长度的导线扭绞次数成
正比。

6、同轴电缆有较均匀的特性阻抗和较低的损耗,使从直流到甚高频
都有较好特性。

7、凡是能不用高速逻辑电路的地方就不要用高速逻辑电路。

8、在选择逻辑器件时,尽量选上升时间比5ns长的器件,不要选比电路要求时序快的逻辑器件。

9、多个设备相连为电气系统时,为消除地环路电源引起的干扰,采用隔离变压器、中和变压器、光电耦合器和差动放大器共模输入等措施来隔离。

10、识别干扰器件和干扰电路:在启停或运行状态下,电压变化率dV/dt、电流变化率di/dt较大的器件或电路,为干扰器件或干扰电路。

PCB设计原则和抗干扰措施

PCB设计原则和抗干扰措施

PCB设计原则和抗干扰措施PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计是电子产品开发中至关重要的一环,它直接影响着电路性能和可靠性。

在进行PCB设计时,需要遵循一系列原则,并采取相应的抗干扰措施来确保电路的稳定运行。

本文将介绍几个常用的PCB设计原则和抗干扰措施。

一、PCB设计原则1. 尽量缩短信号路径:信号路径过长会导致信号传输延迟和干扰的增加。

因此,在设计PCB时,应尽量缩短信号路径,减少信号传输的时间和损耗。

2. 避免干扰源:将敏感信号线与高频、高功率或其他潜在干扰源的线路保持足够的距离,以减小干扰的可能性。

此外,在PCB上合理布局各个部件,尽量避免信号线与电源线、地线及其他信号线交叉。

3. 保持信号完整性:对于高速信号传输线路,应采用差分线路设计,以减小干扰和串扰的影响。

同时,在PCB设计中加入合适的阻抗匹配电路,保证信号质量和完整性。

4. 良好的散热设计:电子元件在工作过程中会产生热量,如果无法及时散热,将会影响电路的正常运行。

因此,在PCB设计中需要考虑到合适的散热措施,例如增加散热片、散热孔等。

5. 合理选择连接方式:合理选择PCB的层次结构和连接方式,可以减小电路的布局面积,提高整体性能。

对于复杂电路,还可以采用模块化设计思想,将电路划分为不同的模块,便于测试和维修。

二、抗干扰措施1. 地线设计:良好的地线设计是抗干扰的基础。

在PCB设计中,应尽量采用大面积的地线铺设,减小地电阻,提高地线的连续性。

同时,地线与电源线之间应保持足够的距离,以避免互相干扰。

2. 电源线滤波和分离:在电路中引入合适的电源滤波器,可以有效滤除电源中的干扰信号。

另外,对于不同功能模块的电源线,应尽量分离布线,减小干扰的传播。

3. 屏蔽设计:对于高频信号或强干扰源,可以采用屏蔽罩或隔离层的设计,将其与其他信号线隔离开,减小干扰对其他部分的影响。

4. 选择合适的元件布局:在PCB设计中,要合理选择元件的布局位置,尽量减小信号线与干扰源之间的距离。

浅谈地线干扰及其抑制方法

浅谈地线干扰及其抑制方法

电子报/2005年/11月/6日/第013版电子技校浅谈地线干扰及其抑制方法庄力群在电子产品的PCB设计中,抑制或防止地线干扰是考虑的最重要问题之一。

许多初学者不了解地线干扰的成因,因此对解决地线干扰问题也就束手无策。

所谓干扰,必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间。

地线干扰是指通过地线耦合的方式产生的信号干扰。

这里所提到的信号,通常是指交流信号或者跳变信号。

地线干扰的形式很多,笔者归成三种:附图可以说明三种地线干扰的成因。

A1、A2是级联的两个放大电路。

由于PCB设计的客观原因,各个电路单元分布在不同的板面位置,它们之间的连线必然有一定的长度,这就形成了导线(铜箔)电阻。

导线的直流电阻虽然很小,大都可以忽略,但是对于交流信号来说,其感抗成分就不可以忽略不计,尤其是频率比较高的时候更是如此。

地线同样是导线,因此也存在阻抗。

附图中的地线J、K、L、M、N就不可以简单地看成是等电位连线了,应该把它们各自看成一个电抗元件。

有了这个基本概念,就比较容易理解三种地线的干扰。

一、地环路干扰由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。

当电流较大时,这个电压可以很高。

例如附近如有大功率用电器启动时,会在地线中流过很强的电流。

比如图中“B单元电路”的地线电流,流经地线K、L,或者K、M、J、N到达接地零点。

由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响,即“B单元电路”的地线电流,在J、N、L、M形成的“地线环路”中,对放大器A1和A2造成了影响。

由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。

二、地环路电磁耦合干扰在实际电路的PCB中,J、N、L、M形成的“地线环路”将包围一定的面积,根据电磁感应定律,如果这个环路所包围的面积中有变化的磁场存在,就会在环路中产生感生电流,形成干扰。

空间磁场的变化无处不在,于是包围的面积越大,干扰就越严重。

三、公共阻抗干扰认真考察图中所示的电路结构,将发现,J、N、L、M中,有一条连接线是多余的,去除其中之一,仍然可以满足各个接地点的连通关系,同时又可以消除地线环路。

PCB板抗干扰设计技巧

PCB板抗干扰设计技巧

PCB板抗干扰设计技巧在PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)的设计中,抗干扰是非常重要的一项技术。

干扰是指外界电磁场的影响,可能导致电路的工作不稳定或者出现不正常的现象。

为了提高PCB板的抗干扰能力,设计人员需要采取一系列的技巧和措施。

以下是PCB板抗干扰设计的一些技巧:1.地线的设计:地线的设计是非常重要的,它能够提供一个回流路径,将干扰电流引导到地上,避免对其他电路的干扰。

在PCB板的设计过程中,应该将地线设置宽一些,并且减少地线的走线弯曲,以减小电流的回流电阻。

2.电源线和信号线的布置:在PCB板的布局过程中,电源线和信号线的布置也是非常重要的。

应该避免电源线和信号线交叉布置,以减小干扰的可能性。

同时,在布置过程中也应该尽量将高频信号线和低频信号线分开布置,避免高频信号对低频信号的干扰。

3.模拟和数字信号的分离:PCB板上通常存在模拟信号和数字信号。

由于它们的工作方式和频率差异较大,应该将它们分离开来布局。

在布局时,应该避免模拟和数字信号线靠得太近,以减小干扰的可能性。

4.良好的地与电源分离:为了减小干扰,应该将地和电源之间分离开来。

地和电源的分离可以通过独立设计地层和电源层来实现。

5.适当的屏蔽:对于一些对干扰非常敏感的电路,可以考虑使用屏蔽来减小干扰。

屏蔽可以是金属屏蔽罩、屏蔽盖或者使用屏蔽材料包裹。

6.适当的过滤:在PCB板的设计中,可以使用适当的过滤电路来减小干扰。

过滤电路可以通过在电源和信号线之间添加滤波器来实现。

滤波器可以起到消除高频噪声和干扰的作用。

7.接地的选择:选择适当的地点进行接地是非常重要的。

过长的接地线会增加电阻,造成导致干扰的电流无法顺利地流回。

因此,应该选择距离电路最近的地点进行接地。

8.PCB板的敷铜:适当的敷铜可以起到抗干扰的作用。

通过在PCB板上增加一层敷铜,可以减小电路板的串扰和对外界电磁场的敏感性。

总之,PCB板的抗干扰设计是非常重要的一项技术。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

PCB布线的地线干扰与抑制处理方法
1.地线的定义
什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线是作为电路电位基准点的等电位体。

这个定义是不符合实际情况的。

实际地线上的电位并不是恒定的。

如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。

正是这些电位差才造成了电路工作的异常。

电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。

HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。

这个定义中突出了地线中电流的流动。

按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。

因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。

因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。

2.地线的阻抗
谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常。

要搞清这个问题,首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。

电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。

任何导线都有电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻,表 1 给出的数据说明了这个问题。

在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含丰富的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。

对于数字电路而言,电路的工作频率是很高的,因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。

表1 导线的阻抗(Ω):
频率
Hz D = 0.65
10cm 1m D = 0.27
10cm 1m D = 0.065
10cm 1m D = 0.04
10cm 1m 10 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115
如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻,可以看出当频率达到10MHz 时,对于1米长导线,它的阻抗是直流电阻的1000 倍至10万倍。

因此对于射频电流,当电流流过地线时,电压降是很大的。

从表上还可以看出,增加导线的直径对于减小直流电阻是十分有效的,但对于减小交流阻抗的作用很有限。

但在电磁兼容中,人们最关心的交流阻抗。

为了减小交流阻抗,一个有效的办法是多根导线并联。

当两根导线并联时,其总电感L为:
L = ( L1 + M ) / 2
式中,L1 是单根导线的电感,M是两根导线之间的互感。

从式中可以看出,当两根导线相距较远时,它们之间的互感很小,总电感相当于单根导线电感的一半。

因此我们可以通过多条接地线来减小接地阻抗。

但要注意的是,多根导线之间的距离不能过近。

3.地线干扰机理
3.1地环路干扰
图1是两个接地的电路。

由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。

当电流较大时,这个电压可以很大。

例如附近有大功率用电器启动时,会在地线在中流过很强的电流。

这个电流会在两个设备的连接电缆上产生电流。

由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。

由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。

地环路中的电流还可以由外界电磁场感应出来。

3.2公共阻抗干扰
当两个电路共用一段地线时,由于地线的阻抗,一个电路的地电位会受另一个电路工作电流的调制。

这样一个电路中的信号会耦合进另一个电路,这种耦合称为公共阻抗耦合。

在数字电路中,由于信号的频率较高,地线往往呈现较大的阻抗。

这时,如果存在不同的电路共用一段地线,就可能出现公共阻抗耦合的问题。

图3 的例子说明了一种干扰现象。

图3 是一个有四个门电路组成的简单电路。

假设门1的输出电平由高变为低,这时电路中的寄生电容(有时门2 的输入端有滤波电容)会通过门1向地线放电,由于地线的阻抗,放电电流会在地线上产生尖峰电压,如果这时门3 的输出是低电平,则这个尖峰电压就会传到门3的输出端,门4的输入端,如果这个尖峰电压的幅度超过门4 的噪声门限,就会造成门4的误动作。

4.地线干扰对策
4.1地环路对策从地环路干扰的机理可知,只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。

如果能彻底消除地环路中的电流,则可以彻底解决地环路干扰的问题。

因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案。

A. 将一端的设备浮地如果将一端电路浮地,就切断了地环路,因此可以消除地环路电流。

但有两个问题需要注意,一个是出于安全的考虑,往往不允许电路浮地。

这时可以考虑将设备通过一个电感接地。

这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小,而对于频率较高的干扰信号,设备接地阻抗较大,减小了地环路电流。

但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。

另一个问题是,尽管设备浮地,但设备与地之间还是有寄生电容,这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗,因此并不能有效地减小高频地环路电流。

B. 使用变压器实现设备之间的连接利用磁路将两个设备连接起来,可以切断地环路电流。

但要注意,变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环路电流提供通路,因此变压器隔离的方法对高频地环路电流的抑制效果较差。

提高变压器高频隔离效果的一个办法是在变压器的初次级之间设置屏蔽层。

但一定要注意隔离变压器屏蔽层的接地端必须在接受电路一端。

否则,不仅不能改善高频隔离效果,还可能使高频耦合更加严重。

因此,变压器要安装在信号接收设备的一侧。

经过良好屏蔽的变压器可以在1MHz以下的频率提供有效的隔离。

C. 使用光隔离器另一个切断地环路的方法是用光实现信号的传输。

这可以说是解决地环路干扰问题的最理想方法。

用光连接有两种方法,一种是光耦器件,另一种是用光纤连接。


耦的寄生电容一般为2pf,能够在很高的频率提供良好的隔离。

光纤几乎没有寄生电容,但安装、维护、成本等方面都不如光耦器件。

D. 使用共模扼流圈在连接电缆上使用共模扼流圈相当于增加了地环路的阻抗,这样在一定的地线电压作用下,地环路电流会减小。

但要注意控制共模扼流圈的寄生电容,否则对高频干扰的隔离效果很差。

共模扼流圈的匝数越多,则寄生电容越大,高频隔离的效果越差。

4.2消除公共阻抗耦合
消除公共阻抗耦合的途径有两个,一个是减小公共地线部分的阻抗,这样公共地线上的电压也随之减小,从而控制公共阻抗耦合。

另一个方法是通过适当的接地方式避免容易相互干扰的电路共用地线,一般要避免强电电路和弱电电路共用地线,数字电路和模拟电路共用地线。

如前所述,减小地线阻抗的核心问题是减小地线的电感。

这包括使用扁平导体做地线,用多条相距较远的并联导体作接地线。

对于印刷线路板,在双层板上布地线网格能够有效地减小地线阻抗,在多层板中专门用一层做地线虽然具有很小的阻抗,但这会增加线路板的成本。

通过适当接地方式避免公共阻抗的接地方法是并联单点接地,如图 4 所示。

并联接地的缺点是接地的导线过多。

因此在实际中,没有必要所有电路都并联单点接地,对于相互干扰较少的电路,可以采用串联单点接地。

例如,可以将电路按照强信号,弱信号,模拟信号,数字信号等分类,然后在同类电路内部用串联单点接地,不同类型的电路采用并联单点接地。

5.小结
地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗,当电流流过地线时,会在地线上产生电压,这就是地线噪声。

在这个电压的驱动下,会产生地线环路电流,形成地环路干扰。

当两个电路共用一段地线时,会形成公共阻抗耦合。

解决地环路干扰的方法有切断地环路,增加地环路的阻抗,使用平衡电路等。

解决公共阻抗耦合的方法是减小公共地线部分的阻抗,或采用并联单点接地,彻底消除公共阻抗。

相关文档
最新文档