在PCB中接地
1、公共代碼干擾對(duì)PCB內(nèi)部信號(hào)的影響
      印刷電路板（PCB）內(nèi)部印刷線具有相對(duì)于參考接地板的寄生參數(shù)，當(dāng)功能信號(hào)在PCB內(nèi)傳輸時(shí)，電路中同一網(wǎng)絡(luò)中的同一等電位節(jié)點(diǎn)不再具有等電位。PCB內(nèi)部的電流i從源端開(kāi)始，通過(guò)一系列載流子返回信號(hào)源，形成信號(hào)。更重要的是，我傾向于沿著具有低阻抗的路徑流動(dòng)，因此我通常保持不變的阻抗穩(wěn)定性。

      圖1顯示了共模干擾轉(zhuǎn)換為PCB內(nèi)差模干擾的過(guò)程， 指PCB流內(nèi)的差模電流而我COM是指共模電流，要么從外部PCB開(kāi)始，并通過(guò)參考接地板流入PCB或PCB，并返回到PCB的內(nèi)部的內(nèi)部通過(guò)參考地開(kāi)始板。高頻我COM有兩條路徑：是從點(diǎn)甲到點(diǎn)乙內(nèi)PCB從GND開(kāi)始; 第二個(gè)是從端口S 1開(kāi)始從A點(diǎn)到B點(diǎn)到PCB內(nèi)由電容C.接地阻抗? AB導(dǎo)致Δ的產(chǎn)生ü AB，所以當(dāng)正常信號(hào)被傳遞到IC 2，變形將發(fā)生的信號(hào)和共模干擾被轉(zhuǎn)化成差模干擾，從而產(chǎn)生影響基于亦即式正常信號(hào)ù 2 = ? 1 -Δ ü AB。

差模干擾的共模

因此，只要我COM進(jìn)入PCB的內(nèi)部通過(guò)I / O端口或空間輻射，差模濾波器電容在PCB的信號(hào)線只能按干擾旁路到GND。該結(jié)果的先決條件是GND被認(rèn)為是信號(hào)回流的低阻抗，并且電流總是朝向低阻抗方向流動(dòng)。

2、電磁兼容EMC設(shè)計(jì)實(shí)施的關(guān)鍵：PCB中的接地阻抗

      由高頻信號(hào)產(chǎn)生EMC的原因在于信號(hào)參考電平GND不能保持其低阻抗特性。隨著參考電平阻抗Z GND的增加，信號(hào)傳輸質(zhì)量也會(huì)降低。為了解決高頻干擾的問(wèn)題，在EMC設(shè)計(jì)中使用了常用的方法，例如與“接地”緊密連接的濾波器，接地和屏蔽。

      濾波器可視為對(duì)地電容，有兩種結(jié)構(gòu)，一種是將X電容連接到信號(hào)參考地，另一種是通過(guò)Y電容或PCB內(nèi)部的不同接地連接使信號(hào)連接到金屬殼。屏蔽可以視為PCB地面向太空擴(kuò)展的結(jié)果。濾波器或屏蔽的目的是使高頻共模干擾通過(guò)低阻抗旁路，以避免流入正常工作信號(hào)。同樣，除非地面具有低阻抗，否則所有這些方法都不起作用。

圖2顯示了接地阻抗對(duì)電路濾波器的影響

      我COM根據(jù)IC的順序流1 →IC 2 →IC 1，并且當(dāng)它流至點(diǎn)P，我COM將流入IC的分支電路1 和c ^ 1 ，通過(guò)它從點(diǎn)流到甲到乙。如果A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的阻抗，即Z AB，遠(yuǎn)小于點(diǎn)P和IC 1之間的阻抗。在這一刻，我COM從點(diǎn)P流向A，可以實(shí)現(xiàn)IC 1濾波器。當(dāng)i com流向B點(diǎn)時(shí)，將出現(xiàn)B → C和B → Q的分支電路。如果PCB布局沒(méi)有得到很好的控制，點(diǎn)之間的阻抗乙和?，即? BC，? BC >> ? C2 + ? Q。Z Q指的是點(diǎn)Q和IC 2之間的阻抗。一世當(dāng)最初僅用于IC 2的電容在信號(hào)入侵干擾中起作用時(shí)，com通過(guò)C 2向后流回IC 2輸入端口。

接地阻抗對(duì)電路濾波器的影響

      為了使參考電平具有低阻抗，通常將其設(shè)計(jì)為表面，一般而言，長(zhǎng)寬比小于5的導(dǎo)體在工程領(lǐng)域可視為低阻抗，印刷線的阻抗不是由其長(zhǎng)度或厚度決定的。在傳統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)原則中，大量推薦模擬電路單點(diǎn)接地，因此數(shù)字電路多點(diǎn)接地和數(shù)字模塊電路混合接地的PCB布局原則不再適用于處理EMC問(wèn)題。

      由于必須確保所有信號(hào)的所有回流都具有低阻抗的集成接地，因此具有集成接地層的4層或多層板能夠滿足要求，而低成本單板則不能滿足要求，當(dāng)必須根據(jù)成本限制使用雙層電路板時(shí)，應(yīng)為PCB內(nèi)部的信號(hào)設(shè)計(jì)相對(duì)集成的接地層。在實(shí)際應(yīng)用中，PCB接地阻抗受其形狀和信號(hào)線通孔，裂縫和開(kāi)槽的影響。圖3a和3b分別顯示了不良和優(yōu)秀的低阻抗接地平面設(shè)計(jì)。

開(kāi)槽PCB對(duì)地阻抗的影響

      在該圖中，所有組件都位于PCB的正面，而接地平面位于PCB的正面，芯片通過(guò)正面的印刷線ab連接，cd是背面的印刷線。在外部高頻共模干擾的壓力下，cd形成的開(kāi)槽將導(dǎo)致印刷線回流的Z GND增加。Z GND在信號(hào)傳輸過(guò)程中波動(dòng)，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量低。因此，cd之間的印刷線層可以在PCB布局設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)孔一遍又一遍地交換，使得Z GND會(huì)減少。

      此外，兩個(gè)具有敏感信號(hào)的IC S可以排列在一起，使GND成為一個(gè)相對(duì)集成的接地平面，以確保信號(hào)在信號(hào)傳輸過(guò)程中不會(huì)受到干擾，注意通孔不能以很大的密度排列，否則會(huì)引起地平面裂紋，導(dǎo)致Z GND升級(jí)。

環(huán)測(cè)威檢測(cè)是一家專業(yè)解決產(chǎn)品電磁兼容問(wèn)題的第三方檢測(cè)公司，提供全套EMC認(rèn)證整改方案，相關(guān)產(chǎn)品測(cè)試可聯(lián)系工程師！

認(rèn)證電話：4008-707-283

閱讀本文的人還閱讀了：

1、PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中可能存在的問(wèn)題及解決方案

2、PCB內(nèi)部的串?dāng)_及其補(bǔ)救措施