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模仿地、数字地、主地,你的PCB地线走的对吗?居然…

作者:开创人 日期:2022-04-26 人气:300
PCB layout必要丰厚的履历和踏实的实际底子支持,还要多踩几个坑,多做几个仿真加深对走线的了解,才干构成闭环的走线设计,明天介绍一个和GND走线相干的案例,在手机范畴会影响相机画质、在医疗范畴会影响生物电信号收罗信噪比,假如不睬解面前的原理,只会复制原理图或PCB的话,每每达不到电路的最佳功能。

地线在PCB走线中,通常有三种作用:

  1. 回流

  2. 控制阻抗

  3. 屏障


明天介绍的案例是和回流相干(本次讨论以低频为主),地线上的电压动摇会影响到对噪声敏感的模仿电路。上图是一种地线走线表示图,数字电路和模仿电路的GND终极都要会聚一同和电池的地毗连,也便是说数字电流Id和模仿电流Ia终极都要搜集在一同,那么这两路电流Id和Ia就用公用地线局部,如上图括号内所示,一样平常而言数字电流Id的动摇是比力大的,而模仿电流Ia的动摇略小。数字电Id的动摇在共用地线局部会惹起电压动摇,这个动摇就会被模仿电路感到到,进而惹起信号质量降落,好比共用地局部的电阻是20 mΩ,而数字电流Id动摇是1A,那么惹起的电压动摇△V便是0.02*1=0.02V,这个20mV被模仿电路的缩小器感到到将会以噪声情势呈现,这便是地线阻抗大的结果。


缓解的办法如下:减小地线的电阻,延长模仿电路和数字电路共用地线,把模仿电路和数字电路经过磁珠断绝进一步压抑搅扰,倘使数字电路电流动摇稳定,仍然是1A,共用的地的电阻低落到2 mΩ,此时数字电路在共地局部惹起的电压动摇只要0.002*1=0.002V,比下面的20mV小了许多,同时,有磁珠的存在还会进一步压抑这个噪声,进步模仿电路的信噪比大概是共模克制比。直看法说便是:不论你数字电路的地/电源怎样跳动,都影响不到我模仿电路的地/电源。


正是基于下面的介绍,以是一样平常电路板都市举行大面积的铺铜(大面积铺地立体,减小阻抗,增长回流才能),增加地的电阻。下面介绍的是地线的处置,关于模仿电路和数字电路共用电源的处置也是相似的办法(不外通常而言,不发起模仿电路和数字电路共用电源)。

以是呢,有的人就不发起在地立体上打少量的其他电气属性的孔,大概是走线,这便是通常所说的分崩离析[fèn bēng lí xī]的地,如许容易增长地线的电阻(或阻抗),乃至是有隐蔽的电阻瓶颈存在被工程师疏忽而惹起严峻的题目。好比下图高亮的白色铜皮,两块白色方框内的铜皮看起来很大,实在他们的毗连仅仅只要绿色局部窄窄的一条,这里便是阻抗瓶颈。


下面提到的仅仅只是直流电压动摇,关于高频数字电路而言,电流的动摇更庞大,含有十分丰厚的电压或电流谐波,此时就要思索频率这个参数了,围绕频率这个参数,就要思索地线的寄生电容或寄生电感等参数,这在高端CPU中就分外紧张,PCB走线要求更严厉,这便是电源的PDN设计。


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