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在PCB設(shè)計(jì)中，最常碰到的技術(shù)就是電路板的接地，從最常見的單模擬電路回路接地、單純的數(shù)字電路回路接地到模擬數(shù)字電路的混合接地，從這些接地的方式中無(wú)不顯示著PCB設(shè)計(jì)的發(fā)展。如果你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品還有其他的要求，例如經(jīng)過(guò)EMC的檢測(cè)，電路板的信號(hào)頻率比較高(信號(hào)的上升時(shí)間為10ns甚至更低的數(shù)量級(jí))，那么，需要考慮的接地技術(shù)又要符合此時(shí)的因素。那么，今天就來(lái)分析說(shuō)明下在這些因素的接地技術(shù)。

 

在分析電路板的接地技術(shù)之前，首先要明白一個(gè)原因，接地技術(shù)是為了提高電路穩(wěn)定的因素之一。在電路設(shè)計(jì)中，通過(guò)各種接地技術(shù)來(lái)減小環(huán)路，就是這種方法之一?，F(xiàn)在簡(jiǎn)單說(shuō)下減少地環(huán)路影響采取的技術(shù)。

 

A 采用光耦技術(shù)連接電路

在設(shè)計(jì)電路中，為了充分保護(hù)后級(jí)電路免予受到前面電路的影響，光耦隔離技術(shù)是常用的方法之一。這種設(shè)計(jì)中，可以很好的減少發(fā)送電路中對(duì)接受電路的影響，正是由于光耦的引入，大大減少了地環(huán)路對(duì)電路的影響。

 

B 采用隔離變壓器技術(shù)連接電路

這種方法中，采用1:1的變壓器，這樣隔離了發(fā)送電路和接收電路。使接收電路的接地回路大大減小。

 

C 采用共模扼流圈

在電路設(shè)計(jì)中，接收電路通過(guò)共模扼流圈與發(fā)射電路相連，這樣，可以使接收電路的回路大大減小，同時(shí)，也為接收電路的EMC檢測(cè)提供良好的技術(shù)支持。

 

D 采用平衡電路技術(shù)

這種方法中，發(fā)送電路通常為多點(diǎn)并聯(lián)的電源，通過(guò)各個(gè)相當(dāng)于并聯(lián)的模塊電路，最后并聯(lián)的各個(gè)模塊并聯(lián)單點(diǎn)接地。在平衡電路中，各個(gè)模塊的電流流動(dòng)互相不影響，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

 

介紹完減小地環(huán)路的方法后，現(xiàn)在介紹下為了減少各種地的接地方法。

一、浮地技術(shù)

在PCB設(shè)計(jì)中，常用的一種方法是浮地技術(shù)，這種方法的電路板的信號(hào)地和外部的公共地不相連接，從而保證了電路的良好的隔離。電路與外部的地系統(tǒng)有良好的隔離，不易受外部地系統(tǒng)上干擾的影響，但是，電路上易積累靜電從而產(chǎn)生靜電干擾，有可能產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓。小型低速(<1mhz)設(shè)備可以采用工作地浮地(或工作地單點(diǎn)接金屬外殼)、金屬外殼單點(diǎn)接大地。

 

二、串聯(lián)單點(diǎn)接地

這種接地方法是公司大牛推薦的一種接地方法，由于其簡(jiǎn)單，在電路板設(shè)計(jì)中不用注意那么多，所以會(huì)使用的比較多。但是，這種電路容易存在共阻抗耦合，使各個(gè)電路模塊相互影響。

 

三、并聯(lián)單點(diǎn)接地

這種方法接地，雖然擺脫了串聯(lián)單點(diǎn)接地的共阻抗耦合的問題，但是在實(shí)際的使用中，會(huì)引入接地線過(guò)多的煩心事，至于使用哪種，需要在實(shí)際的過(guò)程中綜合評(píng)價(jià)。如果電路板面積允許，就使用并聯(lián)模式，如果保持各個(gè)電路模塊之間連接簡(jiǎn)單，那么采用串聯(lián)模式。一般情況下，下載的板子中有電源模塊，模擬電路模塊，數(shù)字電路模塊和保護(hù)電路模塊，這種情況下，我采用并聯(lián)單點(diǎn)接地的方法。

 

四、多點(diǎn)接地

多點(diǎn)基地技術(shù)在日常的設(shè)計(jì)中會(huì)使用的比較多，在多模塊電路設(shè)計(jì)中使用的更多，這種接地方法可以有效地減少高頻干擾問題，但是，也容易產(chǎn)生地環(huán)路的設(shè)計(jì)問題，這設(shè)計(jì)中要充分考慮到這一點(diǎn)，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。小型高速(>10MHz)設(shè)備的工作地應(yīng)與其金屬機(jī)殼實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接地，接地點(diǎn)的間距應(yīng)小于最高工作頻率波長(zhǎng)的1/20，且金屬外殼單點(diǎn)接大地。

 

總之，在電子電路設(shè)計(jì)中，最重要的一點(diǎn)是減小電路的回路面積，這對(duì)提高PCB設(shè)計(jì)穩(wěn)定性和提高電子系統(tǒng)EMC設(shè)計(jì)有著重要的作用。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，通過(guò)綜合評(píng)價(jià)以上的各種技術(shù)，通過(guò)靈活使用，以便達(dá)到提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。