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  • 单点接地与多点接地
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    2019-08-30 14:11:31

    1.应用场合:

    ​单点地要解决的问题就是针对“公共地阻抗耦合”和“低频地环路”.

    多点地是针对“高频所容易通过长地走线产生的共模干扰".

    ​低频电路中,信号的工作频率小于 1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。

    当信号工作频率大于 10MHz 时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。

    当工作频率在 1~10MHz 时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的 1/20,否则应采用多点接地法。数字地与模拟地之间单点接地,数字地之内多点接​地。

    2.地线干扰与设计​

    1. 正确选择单点接地与多点接地 在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。当信号工作频率大于 10MHz 时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗, 应采用就近多点接地。 高频电路宜采用多点串联接地,地线应短而租,高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。当工作频率在 1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的 1/20,否则应采用多点接地法。

    2.将数字电路与模拟电路分开 电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。3. 尽量加粗接地线 若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗。

    4. 将接地线构成闭环路设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时,将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接地结构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。 ​

    . 什么是地线?地线有安全地和信号地两种。前者是为了保证人身安全、设备安全而设置的地线,后者是为了保证电路正确工作所设置的地线。造成电路干扰现象的主要是信号地,因此这里仅讨论信号地的问题。信号地的一般定义是:电路的电位参考点。更恰当地说,这个定义是我们设计电路时的一个假设。从这个定义是无法分析和理解一些地线干扰问题的。从现在开始,我们在分析电磁兼容问题时,使用下面的定义。地线是信号电流流回信号源的地阻抗路径。既然地线是电流的一个路径,那么根据欧姆定律,地线上是有电压的;既然地线上有电压,说明地线不是一个等电位体。这样,我们在设计电路时,关于地线电位一定的假设就不再成立,因此电路会出现各种错误。这就是地线干扰的实质。2. 地线的阻抗有多大?一个难以理解的问题是,我们在设计地线时,都使地线的电阻很小,那么地线上的电位差怎么会大到导致电路出错的程度。理解这个问题,要理解地线阻抗的组成。地线的阻抗 Z 由电阻部分和感抗部分两部分组成,即:Z = RAC + jωL。电阻成分:导体的电阻分为直流电阻 RDC 和交流电阻 RAC。对于交流电流,由于趋肤效应,电流集中在导体的表面,导致实际电流截面减小,电阻增加,直流电阻和交流电阻的关系如下:RAC= 0.076rf1/2RDC式中:r=导线的半径,单位 cm,f=流过导线的电流频率,单位 Hz, RDC= 导线的直流电阻,单位Ω。电感成分: 任何导体都有内电感 (这区别于通常讲的外电感, 外电感是导体所包围的面积的函数) ,内电感与导体所包围的面积无关。对于圆截面导体如下:L=0.2S[ln(4.5/d) -1] (μH)式中 S=导体长度(m),d=导体直径(m)表 1 说明了直流电阻与交流阻抗的巨大差异。频率很低时的阻抗可以认为是导体的电阻,从表中可以看出,随着频率升高,阻抗增加很快,当频率达到 100MHz 以上时,直径 6.5mm 长度仅为 10cm 的导线也有数十欧姆的阻抗。3 地环路干扰及对策地环路干扰是一种较常见的干扰现象,常常发生在通过较长电缆连接的相距较远的设备之间。其产生的内在原因是设备之间的地线电位差。地线电压导致了地环路电流,由于电路的非平衡性,地环路电流导致对电路造成影响的差模干扰电压(图 1)。由于地环路干扰是由地环路电流导致的,因此在实践中,有时会发现,当将一个设备的地线断开时,干扰现象消失,这是因为地线断开时,切断了地环路。这种现象往往发生在干扰频率较低的场合,当干扰频率高时,短开地线与否关系不大。地环路干扰形成的原因 1:两个设备的地电位不同,形成地电压,在这个电压的驱动下,“设备1-互联电缆-设备 2- 地”形成的环路之间有电流流动。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,对电路造成干扰。地线上的电压是由于其他功率较大的设备也用这段地线,在地线中引起较强电流,而地线又有较大阻抗产生的。地环路干扰形成的原因 2:由于互联设备处在较强的电磁场中,电磁场在“设备 1 - 互联电缆 -设备 2 - 地”形成的环路中感应出环路电流,与原因 1 的过程一样导致干扰。解决地环路干扰的方法:解决地环路干扰的基本思路有三个:一个是减小地线的阻抗,从而减小干扰电压,但是这对第二种原因导致的地环路没有效果。另一个是增加地环路的阻抗,从而减小地环路电流。当阻抗无限大时,实际是将地环路切断,即消除了地环路。例如将一端的设备浮地、或将线路板与机箱断开等是直接的方法。但出于静电防护或安全的考虑,这种直接的方法在实践中往往是不允许的。更实用的方法是使用隔离变压器、光耦合器件、共模扼流圈、平衡电路等方法。第三个方法是改变接地结构,将一个机箱的地线连接到另一个机箱上,通过另一个机箱接地,这就是单点接地的概念。4 公共阻抗耦合及对策当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时,就发生了公共阻抗耦合,如图 2(a) 所示。一个电路的地电位会受到另一个电路工作状态的影响,即一个电路的地电位受另一个电路的地电流的调制,另一个电路的信号就耦合进了前一个电路。放大器级间公共地线耦合问题:图 2(a) 中的放大器,由于前置放大电路与功率放大电路共用一段地线,功率放大电路的地线电流很大,因此在地线上产生了较大的地线电压 V。这个电压正好在前置放大电路的输入回路中,如果满足一定的相位关系,就形成了正反馈,造成放大器自激。解决办法:可以有两个解决办法,一个是将电源的位置改变一下,使它近功率放大电路,这样,就不会有较大的地线电压落在前置放大电路的输入回路中了,如图 2 (b) 所示。另一个办法是功率放大电路单独通过一根地线连接到电源,这实际是改成了并联单点接地结构,如图 2 (d) 所示。5 接地策略信号地有图 3 所示的几种方式。单点接地: 所有电路的地线接到公共地线的同一点, 进一步可分为串联单点接地和并联单点接地。最大好处是没有地环路,相对简单。但地线往往过长,导致地线阻抗过大。多点接地:所有电路的地线就近接地,地线很短,适合高频接地。问题是存在地环路。混合接地:在地线系统内使用电感、电容连接,利用电感、电容器件在不同频率下有不同阻抗的特性,使地线系统在不同的频率具有不同的接地结构。串联单点接地容易产生公共阻抗耦合的问题,解决的方法是采用并联单点接地。但是并联单点接地往往由于地线过多,而没有可实现性。因此,灵活的方案是,将电路按照信号特性分组,相互不会产生干扰的电路放在一组,一组内的电路采用串联单点接地,不同组的电路采用并联单点接地。如图4 所示。这样,既解决了公共阻抗耦合的问题,又避免了地线过多的问题。接地的方法很多,具体使用那一种方法取决于系统的结构和功能。“接地”的概念首次应用在电话的设计开发中。从 1881 年初开始采用单根电缆为信号通道,大地为公共回路。这就是第一个接地问题。但是用大地作为信号回路会导致地回路中的过量噪声和大气干扰。为了解决这个问题,增加了信号回路线。现在存在的许多接地方法都是来源于过去成功的经验,这些方法包括:1) 单点接地:如图 1 所示,单点接地是为许多在一起的电路提供公共电位参考点的方法,这样信号就可以在不同的电路之间传输。若没有公共参考点,就会出现错误信号传输。单点接地要求每个电路只接地一次,并且接在同一点。该点常常一地球为参考。由于只存在一个参考点,因此可以相信没有地回路存在,因而也就没有干扰问题。2) 多点接地:如图 2 所示,从图中可以看出,设备内电路都以机壳为参考点,而各个设备的机壳又都以地为参考点。这种接地结构能够提供较低的接地阻抗,这是因为多点接地时,每条地线可以很短;并且多根导线并联能够降低接地导体的总电感。在高频电路中必须使用多点接地,并且要求每根接地线的长度小于信号波长的 1/20。3) 混合接地:混合接地既包含了单点接地的特性,又包含了多点接地的特性。例如,系统内的电源需要单点接地,而射频信号又要求多点接地,这时就可以采用图 3 所示的混合接地。对于直流,电容是开路的,电路是单点接地,对于射频,电容是导通的,电路是多点接地。当许多相互连接的设备体积很大(设备的物理尺寸和连接电缆与任何存在的干扰信号的波长相比很大)时,就存在通过机壳和电缆的作用产生干扰的可能性。当发生这种情况时,干扰电流的路径通常存在于系统的地回路中。在考虑接地问题时,要考虑两个方面的问题,一个是系统的自兼容问题,另一个是外部干扰耦合进地回路,导致系统的错误工作。由于外部干扰常常是随机的,因此解决起来往往更难。接地要求要求接地的理由很多,下面列出几种:1) 安全接地:使用交流电的设备必须通过黄绿色安全地线接地,否则当设备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时,会导致电击伤害。2) 雷电接地:设施的雷电保护系统是一个独立的系统,由避雷针、下导体和与接地系统相连的接头组成。该接地系统通常与用做电源参考地及黄绿色安全地线的接地是共用的。雷电放电接地仅对设施而言,设备没有这个要求。3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括: 屏蔽接地:为了防止电路之间由于寄生电容存在产生相互干扰、电路辐射电场或对外界电场敏感,必须进行必要的隔离和屏蔽,这些隔离和屏蔽的金属必须接地。* 滤波器接地:滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容,当滤波器不接地时,这些电容就处于悬浮状态,起不到旁路的作用。* 噪声和干扰抑制:对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。* 电路参考:电路之间信号要正确传输,必须有一个公共电位参考点,这个公共电位参考点就是地。因此所有互相连接的电路必须接地。以上所有理由形成了接地的综合要求。但是,一般在设计要求时仅明确安全和雷电防护接地的要求,其它均隐含在用户对系统或设备的电磁兼容要求中。返回目录3接地技术应用目前所应用的接地技术和方法可以说是过去解决问题的经验总结。典型的接地要求往往限制在所谓的“单点接地”上。通常在电路这一级上不专门提出对接地的具体要求,因为在这一层次上提出具体要求是不合适的。对数字电路而言,大多数逻辑芯片读采用单端电路的方式工作。也就是说,所有信号的电位以电源回路为参考的话,其电位是 0V。在模拟电路中,情况也类似。当元器件之间的距离很近时,要完成逻辑信号的产生、处理和波形整形是很容易的,但如果传输线过长或者参考点电位不正确的话,都会产生问题。我们要建立这样的概念:接地并不是每个部分或每个系统都需要的,比如单块的线路板并不非要接地才能正常工作。当设备之间要传输数据时,接地就是十分必要的了 ​

    3.模拟地与数字地

    模拟信号和数字信号都要回流到地,因为数字信号变化速度快,从而在数字地上引起的噪声就会很大,而模拟信号是需要一个干净的地参考工作的。如果模拟地和数字地混在一起,噪声就会影响到模拟信号。一般来说,模拟地和数字地要分开处理,然后通过细的走线连在一起,或者单点接在一起。总的思想是尽量阻隔数字地上的噪声窜到模拟地上。当然这也不是非常严格的要求模拟地和数字地必须分开,如果模拟部分附近的数字地还是很干净的话可以合在一起。对于一般器件来说,就近接地是最好的,采用了拥有完整地平面的多层板设计后,对于一般信号的接地就非常容易了,基本原则是保证走线的连续性,减少过孔数量;靠近地平面或者电源平面,等等。屏蔽电缆的屏蔽层都要接到单板的接口地上而不是信号地上,这是因为信号地上有各种的噪声,如果屏蔽层接到了信号地上,噪声电压会驱动共模电流沿屏蔽层向外干扰,所以设计不好的电缆线一般都是电磁干扰的最大噪声输出源。当然前提是接口地也要非常的干净 ​

    4.EMC的干扰

    电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽可能减小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。在所有 EMC 问题中,主要问题是不适当的接地引起的。有三种信号接地方法:单点、多点和混合。在频率低于 1MHz 时可采用单点接地方法,但不适于高频。在高频应用中,最好采用多点接地。混合接地是低频用单点接地而高频用多点接地的方法。地线布局是关键的。高频数字电路和低电平模拟电路的地回路绝对不能混合。@TOC

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  • 本文主要介绍了一下关于单点接地多点接地相关的一些知识,希望对你的学习有所帮助。
  • PCB设计中单点接地多点接地

    千次阅读 多人点赞 2019-07-13 20:29:01
    PCB中有三种基本的信号接地方式:浮地、单点接地多点接地。 1.浮地 目的:使电路或设备公共地线可能引起环流的公共导线隔离起来,浮地还使不同电位的电路之间配合变得容易。 缺点:容易出现静电积累引起强烈的...

    PCB中有三种基本的信号接地方式:浮地、单点接地、多点接地。
    1.浮地
    目的:使电路或设备与公共地线可能引起环流的公共导线隔离起来,浮地还使不同电位的电路之间配合变得容易。 缺点:容易出现静电积累引起强烈的静电放电。
    折衷方案:接入泄放电阻。

    在这里插入图片描述

    2.单点接地
    单点接地:所有电路的地线接到公共地线的同一点,进一步可分为串联单点接地和并联单点接地。在大功率和小功率电路混合的系统中,切忌使用,因为大功率电路中的地线电流会影响小功率电路的正常工作。另外,最敏感的电路要放在A点,这点电位是最稳定的。最大的好处就是没有地环路,相对简单,但是地线往往过长,导致地线阻抗过大。
    工作频率低(<1MHz)的采用单点接地式
    缺点:不适宜用于高频场合。

    在这里插入图片描述
    根据使用情况还可以用串联单点、并联单点混合接地。在这种接地方式中,将电路按照特性分组,相互之间不易发生干扰的电路放在同一组,相互之间容易发生干扰的电路放在不同的组。每个组内采用串联单点接地,获得最简单的地线结构,不同组的接地采用并联单点接地,避免相互之间干扰。

    在这里插入图片描述

    3 多点接地 
    方式:凡需要接地的点都直接连到距它最近的接地平面上,以便使接地线长度为最短。 缺点:维护较麻烦。
    因为接地引线的感抗与频率和长度成正比,工作频率高时将增加共地阻抗,从而将增大共地阻抗产生的电磁干扰,所以要求地线的长度尽量短。采用多点接地时,尽量找最接近的低阻值接地面接地。高频率的数字电路就需要并联接地了,在这里一般通过地孔的方式可较为简单的处理。
    PCB中的大面积敷铜接地,其实就是多点接地,所以单面PCB也可以实现多点接地 ,多层PCB大多为高速电路,地层的增加可以有效提高PCB的电磁兼容性,是提高信号抗干扰的基本手段,同样由于电源层和底层和不同信号层的相互隔离,减轻了PCB的布通率也增加了信号间的干扰。
    在这里插入图片描述
    模拟地和数字地
    模拟信号和数字信号都要回流到地,因为数字信号变化速度快,从而在数字地上引起的噪声就会很大,而模拟信号是需要一个干净的地参考工作的。如果模拟地和数字地混在一起,噪声就会影响到模拟信号。一般来说,模拟地和数字地要分开处理,然后通过细的走线连在一起,或者单点接在一起。总的思想是尽量阻隔数字地上的噪声窜到模拟地上。

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  • 关于单点接地多点接地的问题

    千次阅读 2020-03-30 19:28:06
    单点接地所要解决的问题就是针对公共地阻抗耦合和低频地环路,而多点接地是针对高频容易通过长地走线而产生的共模干扰。 什么是地线 地线分为安全地和信号地,安全地用于保证使用者人身安全,信号地用于保证电路正常...

    最近在买到的一块板子上看到了单点接地的做法,之前绘制的PCB大多是单纯的单片机数字电路,通常直接铺铜完事,最多再考虑一下地平面的完整性,处理一下碎铜,所以借此机会学习一下相关知识。
    单点接地所要解决的问题就是针对公共地阻抗耦合低频地环路,而多点接地是针对高频容易通过长地走线而产生的共模干扰

    什么是地线

    地线分为安全地和信号地,安全地用于保证使用者人身安全,信号地用于保证电路正常工作。造成电路干扰的主要是信号地

    信号地

    信号地的一般定义是:电路的电位参考点。而这只是我们对电路工作状态的“假设”。
    地线也是导线,电流游走在导线上服从欧姆定律,既然这样,地线不是一个等点位体,不同位置存在压差。电路的“电位参考点”偏离了我们最初的设计所造成的错误就是地线干扰的实质。

    地线的阻抗

    “地线要加粗”,老师一直这样教导我们,而我们也一直视作金科玉律,不明所以但一丝不苟地照做。地线地电阻很小,那么为什么底线上的电位差会大到让电路出错的程度?
    地线的阻抗Z是由阻抗和感抗部分组成。
    Z = RAC + jωL

    地线的交流阻抗

    导体的电阻分为直流电阻RDC和交流电阻RAC。对于交流电阻RAC,由于趋肤效应,越靠近导体表面电流密度越大,使导体的电阻变大。
    RAC = 0.076 × r × f × 0.5 × RDC
    其中r为导线半径,单位cm; f是通过导线的电流频率,单位Hz; RDC为导线的直流电阻,单位Ω。通过公式可以发现,当电流频率上升到MHz级别时,地线阻抗将变为原来的数万倍。

    地线的感抗

    任何导体内都有电感(这区别于通常所说的外电感,外电感时导体所包围面积的函数),内电感与导线所包围的面积无关,对于圆形截面导体,有如下转换公式。
    L = 0.2s × [ln(4.5 / d) - 1] (μH)
    其中s是导体长度,单位m;d为导体直径,单位m。
    导体直径越小,长度越大,内电感将会越大。这与“PCB布线应尽可能短而粗”的观点一致。

    地环路干扰

    顾名思义,地环路干扰是由地环路电流引起的,通常在长地线连接的设备之间出现。如果断开相互连接的设备,电路各部分即恢复正常,可以怀疑出现了地环路干扰。这种情况通常发生在干扰频率较低的场合。
    地环路电流形成的原因自然是由于地线上存在电位差。在地电压的驱使下,电路各部分的连线之间将产生额外的电流,而由于电路的不平衡性,每根导线上产生的电压又有所不同,这样就产生了差模电压,对电路造成干扰。
    那么地线上的压差是如何产生的呢?

    1. 大功率元件共用地线,地线本身的阻抗因通过大电流而产生的压差。
    2. 环境中存在较强的磁场,设备连线和地线所构成的环路产生感应电压。

    解决地环路干扰的基本思路

    1. 针对大电流而造成的地线压差,可以减少地线阻抗,使用短而粗的地线,或PCB走线开窗镀锡,提高载流能力。或者直接将地环路切断,使用隔离变压器、光耦器件、共模扼流圈等隔离器件。又或者改变线路结构,使用单点接地。(咦?似乎已经逐渐忘记标题)

    单点接地

    下图中列出了接地方式以及它们之间的关系。

    在这里插入图片描述
    使用单点接地方式的电路布线结构,模拟部分、数字部分、大功率原件分别使用并联单点接地,而各部分内部可以使用串联单点接地。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    所谓的单点接地就是电路中所有的地线分别连接到公共地的同一点。单点接地又分为串联单点接地和并联单点接地,向上图左侧,类似于串联单点接地,而右侧则是并联单点接地。
    在这里插入图片描述

    两种单点接地方式的的缺点

    虽然串联单点接地不会构成地线回路,但有可能造成公共阻抗耦合。并联单点接地的缺点也很明显,走线数量增多了,势必会增加PCB设计难度,影响布通率。

    公共阻抗耦合

    当两个电路的电流流过一个公共电阻时,就发生了公共阻抗耦合因为公共电阻的作用,其中一个电路的电位会受到另一个电路电流的调制,这样另一个电路的信号就会耦合到另一个电路。这与地环路干扰的第一种情况类似。在这里插入图片描述

    举例

    放大器级间的公共阻抗耦合。
    在这里插入图片描述
    (c)图中放大器前级放大器与后级共用一段地线,并在这段导线上产生了较大的压差V,而不巧的是这段电压恰好作用于前级输入回路。如果满足一定相位关系就形成了正反馈,造成放大器自激。

    解决方案

    1. 如(b)图所示,改变电源位置,让大电流直接流入电源而不经过前级输入回路。
    2. 如(d)图所示,通过单点接地(并联单点接地)让放大器输出直接接入公共地。

    补充:多点接地

    多点接地比较好理解,所有元件就近接地,地线很短,适合运行频率较高的电路设计,这是因为所有信号最终都流经地线构成回路,过长的地线意味着无处不在的寄生电容和电感,通常大于10MHz的的电路就需要考虑多点接地。
    多点接地的问题是难以避免或大或小的地环路。双层板通过大面积铺铜将各个元件的GND连接起来实际上采用的就是多点接地。
    因为双层板没有单独的地层,走线对地平面的分割是在所难免的,非常容易出现地环路。所以在某些情况下也要通过过孔在另一面“打补丁”的方式保证地平面的完整性,减少地环路干扰。

    补充:混合接地

    在地线系统内使用电感、电容连接,利用电感、电容器件在不同频率下的阻抗特性,使地线系统在不同的工作频率下有不同的接地结构。

    补充:如何处理数字电路和模拟电路共存的电路设计

    众所周知,数字电路工作在开关状态,对电源干扰严重,所以在数字电路与模拟电路共存的电路设计中,数字电路和模拟电路分别进行独立供电,地线分离,最终单点接地。
    通常对于这种单点接地可以考虑使用0欧电阻或磁珠。磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合适。
    0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。

    补充:信号地和电源地的分割

    PCB布线时要时刻清楚电源以及信号回流的路径,如果电源和信号的回流路径重合则容易产生公共阻抗耦合,对信号质量造成影响

    补充:开尔文连接(Kelvin Connection)

    开尔文连接是一种用于模拟信号远传的连接方法。其特点是不在驱动器的输出端直接连接反馈到反相端,而从负载端将反馈接到放大器/驱动器的反相端的一种连接方法,其目的是减小线路电阻引起的误差。
    在这里插入图片描述
    如上图所示,反馈回路采样点连接到了负载端而不是放大器输入端,目的是为了避免导线造成的压降(图中R是导线电阻)。其背后的思路就是大小电流的电路分开。
    这与我们上面所提到的公共阻抗耦合、信号地和电源地的分割布线原则有相似之处。
    所以在PCB设计时,心中要十分清楚电路的功能和电流通路,原理图中的节点在实际布线时的位置需要谨慎。

    总结:

    一般情况下,高频电路应就近多点接地,低频电路应该单点接地。在低频电路中,布线和元件间的电感并不是什么大问题,而接地形成的环路影响很大,因此常使用单点接地。但是单点接地不适用于高频,因为高频时,地线上具有电感因而增加了地线阻抗,同时各地线之间有产生电感耦合。一般来说,频率在1MHz以下可用一点接地;高于10MHz时采用多点接地;在1~10MHz之间可用一点接地也可用多点接地。

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  • 单点接地多点接地

    万次阅读 2018-12-02 15:45:55
    有三种基本的信号接地方式:浮地、单点接地多点接地。 1 浮地 目的:使电路或设备公共地线可能引起环流的公共导线隔离起来,浮地还使不同电位的电路之间配合变得容易。 缺点:容易出现静电积累引起强烈的...

    有三种基本的信号接地方式:浮地、单点接地、多点接地。

    1 浮地 目的:使电路或设备与公共地线可能引起环流的公共导线隔离起来,浮地还使不同电位的电路之间配合变得容易。 缺点:容易出现静电积累引起强烈的静电放电。 折衷方案:接入泄放电阻。

    2 单点接地 方式:线路中只有一个物理点被定义为接地参考点,凡需要接地均接于此。 缺点:不适宜用于高频场合。

    3 多点接地 方式:凡需要接地的点都直接连到距它最近的接地平面上,以便使接地线长度为最短。 缺点:维护较麻烦。

    4 混合接地 按需要选用单点及多点接地。

    PCB中的大面积敷铜接地 其实就是多点接地 所以单面Pcb也可以实现多点接地(实际操作中经常用这种方法,在这里也应该注意有时候不可以不布地线,尤其是高速高频的,以及多层板的情况)。

    多层PCB大多为高速电路地层的增加可以有效提高PCB的电磁兼容性 是提高信号抗干扰的基本手段,同样由于电源层和底层和不同信号层的相互隔离减轻了PCB的布通率也增加了信号间的干扰。

     

    [转载]单点接地和多点接地

       在大功率和小功率电路混合的系统中,切忌使用,因为大功率电路中的地线电流会影响小功率电路的正常工作。另外,最敏感的电路要放在A点,这点电位是最稳定的。解决这个问题的方法是并联单点接地。但是,并联单点接地需要较多的导线,实践中可以采用串联、并联混合接地。

       将电路按照特性分组,相互之间不易发生干扰的电路放在同一组,相互之间容易发生干扰的电路放在不同的组。每个组内采用串联单点接地,获得最简单的地线结构,不同组的接地采用并联单点接地,避免相互之间干扰。

    .   这个方法的关键:绝不要使功率相差很大的电路或噪声电平 相差很大的电路共用一段地线。

      这些不同的地仅能在通过一点连接起来。

     

       为了减小地线电感,在高频电路和数字电路中经常使用多点接地。在多点接地系统中,每个电路就近接到低阻抗的地线面上,如机箱。电路的接地线要尽量短,以减小电感。在频率很高的系统中,通常接地线要控制在几毫米的范围内。

       多点接地时容易产生公共阻抗耦合问题。在低频的场合,通过单点接地可以解决这个问题。但在高频时,只能通过减小地线阻抗(减小公共阻抗)来解决。由于趋肤效应,电流仅在导体表面流动,因此增加导体的厚度并不能减小导体的电阻。在导体表面镀银能够降低导体的电阻。

       通常1MHz以下时,可以用单点接地;10MHz以上时,可以用多点接地,在1MHz和10MHz之间时,可如果最长的接地线不超过波长的1/20,可以用单点接地,否则用多点接地。

       接地电容的容量一般在10nF以下,取决于需要接地的频率。

       如果将设备的安全地断开,地环路就被切断,可以解决地环路电流干扰。但是出于安全的考虑,机箱必须接到安全地上。图中所示的接地系统解决了这个问题,对于频率较高的地环路电流,地线是断开的,而对于50Hz的交流电,机箱都是可靠接地的。

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空空如也

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单点接地与多点接地