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電子設計不得不說的接地技術

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關鍵詞: 電子設計,接地,回路面積

       在電子設計中,最常碰到的技術就是電路板的接地,從最常見的單模擬電路回路接地、單純的數字電路回路接地到模擬數字電路的混合接地,從這些接地的方式中無不顯示著電子設計的發展。如果你設計的產品還有其他的要求,例如經過EMC的檢測,電路板的信號頻率比較高(信號的上升時間為10ns甚至更低的數量級),那么,需要考慮的接地技術又要符合此時的因素。那么,今天就來分析說明下在這些因素的接地技術。

      在分析電路板的接地技術之前,首先要明白一個原因,接地技術是為了提高電路穩定的因素之一。在電路設計中,通過各種接地技術來減小環路,就是這種方法之一。現在簡單說下減少地環路影響采取的技術。

      A 采用光耦技術連接電路

      在設計電路中,為了充分保護后級電路免予受到前面電路的影響,光耦隔離技術是常用的方法之一:

      這種設計中,可以很好的減少發送電路中對接受電路的影響,正是由于光耦的引入,大大減少了地環路對電路的影響。

      B 采用隔離變壓器技術連接電路

      這種方法中,采用1:1的變壓器,這樣隔離了發送電路和接收電路。使接收電路的接地回路大大減小。

      C 采用共模扼流圈

      在電路設計中,接收電路通過共模扼流圈與發射電路相連,這樣,可以使接收電路的回路大大減小,同時,也為接收電路的EMC檢測提供良好的技術支持。

      D 采用平衡電路技術

      這種方法中,發送電路通常為多點并聯的電源,通過各個相當于并聯的模塊電路,最后并聯的各個模塊并聯單點接地。在平衡電路中,各個模塊的電流流動互相不影響,從而提高系統的穩定性。

      介紹完減小地環路的方法后,現在介紹下為了減少各種地的接地方法。

      一、浮地技術

      在電子設計中,常用的一種方法是浮地技術,這種方法的電路板的信號地和外部的公共地不相連接,從而保證了電路的良好的隔離。電路與外部的地系統有良好的隔離,不易受外部地系統上干擾的影響,但是,電路上易積累靜電從而產生靜電干擾,有可能產生危險電壓。

      小型低速(<1MHz)設備可以采用工作地浮地(或工作地單點接金屬外殼)、金屬外殼單點接大地,

      二、串聯單點接地

      這種接地方法是公司大牛推薦的一種接地方法,由于其簡單,在電路板設計中不用注意那么多,所以會使用的比較多。但是,這種電路容易存在共阻抗耦合,使各個電路模塊相互影響。

      三、并聯單點接地

      這種方法接地,雖然擺脫了串聯單點接地的共阻抗耦合的問題,但是在實際的使用中,會引入接地線過多的煩心事,至于使用哪種,需要在實際的過程中綜合評價。如果電路板面積允許,就使用并聯模式,如果保持各個電路模塊之間連接簡單,那么采用串聯模式。一般情況下,下載的板子中有電源模塊,模擬電路模塊,數字電路模塊和保護電路模塊,這種情況下,我采用并聯單點接地的方法。

      四、多點接地

      多點基地技術在日常的設計中會使用的比較多,在多模塊電路設計中使用的更多,這種接地方法可以有效地減少高頻干擾問題,但是,也容易產生地環路的設計問題,這設計中要充分考慮到這一點,提高系統設計的穩定性。小型高速(>10MHz)設備的工作地應與其金屬機殼實現多點接地,接地點的間距應小于最高工作頻率波長的1/20,且金屬外殼單點接大地。

      總之,在電子電路設計中,最重要的一點是減小電路的回路面積,這對提高電子設計穩定性和提高電子系統EMC設計有著重要的作用。在實際的設計中,通過綜合評價以上的各種技術,通過靈活使用,以便達到提高系統穩定性的目的。

    (審核編輯: 小王子)

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