接地环-好还是坏?


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这是两个路由:

第一次路由

第二次路由

哪个更好?一方面,第一个是不良的,因为接地环是单匝线圈,因此会出现感应电流。另一方面,第二个是不好的,因为当电流大时,接地平面相对点的电势会不同。我糊涂了。

emc  routing 

Answers:


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开口环是优选的。一圈环绕的环就像一个环形天线,也可以作为变压器的一个闭合绕组。环形天线可能会辐射或吸收电磁干扰,如果它充当初级变压器绕组,则位于中间的微控制器周围的电路可能会充当次级绕组并受到影响。

但是,世界上最好的地面飞机并不能解决所有问题。在某些地方,您必须将信号与信号电隔离(除非使用光耦合器)。将电路板划分为干净区域和脏区域的整个想法只有在脏区域上有脏信号的驱动程序时才有意义。因此,重要的是要考虑干净区域和脏区域之间的界面是什么样的。例如,如果您从清洁区域内驱动信号,并在外部使地面返回,则您一无所获。仅当“热”信号和返回路径在这样的大区域上不形成环路时,您的想法才会起作用(无论环是否分开都没有关系):

坏主意,司机

这就是为什么这个示例是一个坏主意的原因-考虑返回路径tm。请注意电流正在流过的巨大回路,最重要的是,请注意如何将脏物直接吸入清洁区域的中心:

  • 将输出拉高 Loop_Hi_Driver_Clean

  • 将输出拉低 Loop_Lo_Driver_Clean

当外部驱动器位于外部(脏地面)时,在微控制器和驱动器之间会有一个小的驱动信号交叉区域,并且较高电流的信号将被迫留在脏区域内的环路中。缺点是微控制器和驱动器上的本地接地电压之间会有一些反弹,但是当在您期望尖峰或快速瞬变的任何地方以及在输入端子处使用适当的旁路电容器时,这些反弹电压可以保持很小。

输出驱动

现在,由“脏”电流产生的回路很小,最重要的是,它们停留在它们所属的位置。他们看起来像这样...

  • ...将输出拉高 Loop_Dirty_Hi

  • ...低 Loop_Dirty_Lo

(显示的环路仅用于驱动容性负载时的瞬变。当然,必须从输入端提供大的直流电流,但是就EMI而言,它们不会受到太大的伤害,而唯一需要担心的是微控制器和驱动器/输出端子的本地接地是电源和GND网络的直流铜电阻。)


真是个了不起的答案!这就是本网站的全部内容。这次真是万分感谢。图片使理解变得非常直观!我只有一个小问题:每当我收到信号时,您是否建议使用单独的“脏”地面?即使信号不高电流,只是像SPI等
萨阿德

@Saad-在应用笔记中通常建议使用接地层,以解决任何EMI问题,但实际上并非如此。如本例所示,将接地层分开(脏污/清洁)可能是防止大电流(尖峰)流过电路的传感器信号调节部分的一种选择。但是,对于接口(如SPI),您可能会引入接地反弹。因此,在这种情况下,电源,信号和地的良好,低电感路由可能是更好的选择。如果您驱动螺线管,大型电容器或接口,则实际上是不同的。
zebonaut 2012年

谢谢!因此,为了获得良好的电源和接地电感量,我选择了4层板上的vcc和接地层。为了减少信号的感应性,我应该使用短走线吗?当然,要在电源/接地引脚上进行适当的去耦。
萨德2012年

@Saad-就像您说的那样。您甚至可以以阻抗控制的方式(也称为带状线)来布置信号,但这会使该线程无法使用单独的接地层。
zebonaut 2012年

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@Saad-进一步阅读:analog.com/library/analogdialogue/archives/43-09/…(关于接地层,防护和阻抗控制布局的良好应用报告)
zebonaut 2012年

10

这可能是一个解决方案:

在此处输入图片说明

它在第二种选择上有所改进,因为在信号连接器放置的情况下,它可以使与电源连接器的连接尽可能短。

您的第一个选择可能还不错。您可能会有与此处类似的电流:电源和返回路径在顶部,一对在底部。如果您的电源到达顶部,而返回路径到达底部,则只有一个循环。即便如此,除非您以高频率运行高电流,否则干扰将受到限制。在那种情况下,我将考虑使用一个更短的连接的完全不同的布局。

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