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PCB接地技巧中興內部資料
PCB的接地設計要求

JIpCB的接地設計，首先應根據設備系統總的接地設計方 案，如:單板上的保護地、屏蔽地、工作地(包括數字地和模擬地)等如何與背板連接，背板上的這些地又如何與系統的各種地匯接，在PCB上落實系統接地方案對

PCB板的接地設計要求O

工作地

衛工作地信號回路的電位基準點(直流電源的負極或

零伏點)，在單板上可分為數字地GNDD與模擬地

GNDA。數字地連接數字元器件接地端，模擬地連接模 擬元器件接地端。

E理想的工作地是電路參考點的等電位平面。但在實際的 設計中，工作地被作為信號電流的低阻抗回路和電源的供電回路。這樣就會產生常遇到的三個問題:共模干擾、信號串擾和幅射。

共模干擾電壓

E所有的導體都具有一定的阻抗，電流流經地時，同樣會產生壓降。

流經工作地中的電流主要來自兩個方面，一是信號的回流;另一個是電源的電流需要沿工作地返回O下圖表示了典型的信號和電源共地邏輯電路PCB上共模電壓的產生。其中，Vnoise是電流流 經工作地時產生的共模噪聲電壓。

串擾

IT PCB上相鄰的印制線之間存在互感和相合電容，當信號 電壓或電流隨時間快速變化時會對周圍的信號產生不可忽視的串擾。圖(a)是串擾的等效電路。圖(b)是集總參數下串擾(Crosstalk)與線間距D和印制線離地平 面(參考平面)高度H之間的關系O

輻射與干擾

IT PCB上的快速變化的電流回路，其作用相當于小回路天線，它會向外進行電磁 場幅射。圖(a)，屬于差模輻射方式。幅射的電場強度與回路中電流的大小10、回路的面積A、電流的頻率的二次方成正比。同理， PCB上的信號回路(小 回路天線)也會接收周圍快速變化的電磁場，而產生干擾電流O

E如圖(b) ，當出入PCB的電纜上存在共模電流時，會產生共模幅射。幅射的電場強度與共模電流的大小、共模電流的頻率、線的長度成正比。同時，它也會對PCB上的電路產生共模干擾。

PCB接地設計原則

E共模干擾、串擾和幅射干擾都與PCB的接地設計有密切的關系。

一個好的設計可以有效控制信號回路的阻抗和回路面積，以及干擾電流的幅度O

&l確定高di/dt、高dv/dt電路(產生輻射)

PCB設計開始時，首先要確定電路中可能的干擾源。一般是高di/dt、高 dv/dt電路，如:時鐘、總線緩沖器/驅動器、高功率振蕩器。在PCB布 局、布線和檢查時對它們給予特別關注。

&l確定敏感電路(易受干擾)

確定電路中易受干擾的敏感電路，如:低電平模擬電路，高速數據和時鐘。在設計時注意隔離和保護。

PCB接地設計原則(續)

&l最小化地電感和信號回路

信號線應該盡量短，信號回路面積盡量小。對速度較高的電路應用有地平面的多層板O

關鍵電路包括器件和走線，應盡量遠離板的邊緣。板的邊緣存在較強的干擾場O

&l地平面分割與不分割的合理應用

對于混合電路，若數字地與模擬地分剖，不會出現或能夠很好解決信號跨越和信號回路的問題，可以采用分割。否則，建議采用"分區但不分割"的方法。即:局部和布線時嚴格區分數字與模擬

區域，避免數字信號與模擬信號出現公共回流路徑。但地層并不分剖開。避免信號跨越而形成大的信號回路。

PCB接地設計原則(續)

&l接口地保持"干凈"，使噪聲無法通過稠合出入系統

出入PCB板信號，特別是通過電纜連接的信號易將噪聲稠合出入系統，注意保持110地不受到共模干擾。接口部分的電源地盡量采用平面O

&l電路合理分區，控制不同模塊之間的共模電流

對于純數字電路，應該注意按電路工作速率高、中、低以及1/0進行分區。以減少電路模塊之間的共模電流。

&l貫徹系統的接地方案

PCB上的接地設計，應該符合設備系統的總接地方案。

特別是單板、背板，以及與機框機架需要搭接的地方，PCB上應 該備有系統要求的安裝孔、噴錫或采用其它鍍層的導電接觸面。

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