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純干貨!PCB工程師分享EMC問(wèn)題中接地技巧
發(fā)布時(shí)間:2014-10-29 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】接地是抑制電磁干擾、提高電子設(shè)備EMC性能的重要手段之一。正確的接地既能提高產(chǎn)品抑制電磁干擾的能力,又能減少產(chǎn)品對(duì)外的EMI發(fā)射。在處理EMC問(wèn)題中接地時(shí)有哪些實(shí)踐的技巧呢?這里網(wǎng)友有福了,小編分享干貨級(jí)別的分享EMC問(wèn)題中接地技巧。
EMC問(wèn)題
在布板的時(shí)候還應(yīng)該注意EMC的抑制哦?。∵@很不好把握,分布電容隨時(shí)存在!!
如何接地?
PCB設(shè)計(jì)原本就要考慮很多的因素,不同的環(huán)境需要考慮不同的因素。
地的分割與匯接
接地是抑制電磁干擾、提高電子設(shè)備EMC性能的重要手段之一。正確的接地既能提高產(chǎn)品抑制電磁干擾的能力,又能減少產(chǎn)品對(duì)外的EMI發(fā)射。
接地的含義
電子設(shè)備的“地”通常有兩種含義:一種是“大地”(安全地),另一種是“系統(tǒng)基準(zhǔn)地”(信號(hào)地)。接地就是指在系統(tǒng)與某個(gè)電位基準(zhǔn)面之間建立低阻的導(dǎo)電通路。“接大地”就是以地球的電位為基準(zhǔn),并以大地作為零電位,把電子設(shè)備的金屬外殼、電路基準(zhǔn)點(diǎn)與大地相連接。
把接地平面與大地連接,往往是出于以下考慮:
A、提高設(shè)備電路系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性;
B、靜電泄放;
C、為工作人員提供安全保障。
接地的目的
A、安全考慮,即保護(hù)接地;
B、為信號(hào)電壓提供一個(gè)穩(wěn)定的零電位參考點(diǎn)(信號(hào)地或系統(tǒng)地);
C、屏蔽接地。
基本的接地方式
電子設(shè)備中有三種基本的接地 方式:?jiǎn)吸c(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、浮地。
PCB工程師注意
單點(diǎn)接地
單點(diǎn)接地是整個(gè)系統(tǒng)中,只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn),其他各個(gè)需要接地的點(diǎn)都連接到這一點(diǎn)上。
單點(diǎn)接地適用于頻率較低的電路中(1MHZ以下)。若系統(tǒng)的工作頻率很高,以致工作波長(zhǎng)與系統(tǒng)接地引線的長(zhǎng)度可比擬時(shí),單點(diǎn)接地方式就有問(wèn)題了。當(dāng)?shù)鼐€的長(zhǎng)度接近于1/4波長(zhǎng)時(shí),它就象一根終端短路的傳輸線,地線的電流、電壓呈駐波分布,地線變成了輻射天線,而不能起到“地”的作用。
為了減少接地阻抗,避免輻射,地線的長(zhǎng)度應(yīng)小于1/20波長(zhǎng)。在電源電路的處理上,一般可以考慮單點(diǎn)接地。對(duì)于大量采用的數(shù)字電路的PCB,由于其含有豐富的高次諧波,一般不建議采用單點(diǎn)接地方式。
多點(diǎn)接地
多點(diǎn)接地是指設(shè)備中各個(gè)接地點(diǎn)都直接接到距它最近的接地平面上,以使接地引線的長(zhǎng)度最短。
多點(diǎn)接地電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,接地線上可能出現(xiàn)的高頻駐波現(xiàn)象顯著減少,適用于工作頻率較高的(>10MHZ)場(chǎng)合。但多點(diǎn)接地可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部形成許多接地環(huán)路,從而降低設(shè)備對(duì)外界電磁場(chǎng)的抵御能力。在多點(diǎn)接地的情況下,要注意地環(huán)路問(wèn)題,尤其是不同的模塊、設(shè)備之間組網(wǎng)時(shí)。地線回路導(dǎo)致的電磁干擾:
理想地線應(yīng)是一個(gè)零電位、零阻抗的物理實(shí)體。但實(shí)際的地線本身既有電阻分量又有電抗分量,當(dāng)有電流通過(guò)該地線時(shí),就要產(chǎn)生電壓降。地線會(huì)與其他連線(信號(hào)、電源線等)構(gòu)成回路,當(dāng)時(shí)變電磁場(chǎng)耦合到該回路時(shí),就在地回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),并由地回路耦合到負(fù)載,構(gòu)成潛在的EMI威脅。
浮地
浮地是指設(shè)備地線系統(tǒng)在電氣上與大地絕緣的一種接地方式。
由于浮地自身的一些弱點(diǎn),不太適合一般的大系統(tǒng)中,其接地方式很少采用關(guān)于接地方式的一般選取原則:對(duì)于給定的設(shè)備或系統(tǒng),在所關(guān)心的最高頻率(對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為)入上,當(dāng)傳輸線的長(zhǎng)度L〉入,則視為高頻電路,反之,則視為低頻電路。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則,對(duì)于低于1MHZ的電路,采用單點(diǎn)接地較好;對(duì)于高于10MHZ,則采用多點(diǎn)接地為佳。對(duì)于介于兩者之間的頻率而言,只要最長(zhǎng)傳輸線的長(zhǎng)度L小于/20 入,則可采用單點(diǎn)接地以避免公共阻抗耦合。
對(duì)于接地的一般選取原則如下:
(1)低頻電路(<1MHZ),建議采用單點(diǎn)接地;
(2)高頻電路(>10MHZ),建議采用多點(diǎn)接地;
(3)高低頻混合電路,混合接地。
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