地分割实例---请高手分析

Dandy_15

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+ u" u; L- v8 O& K, s/ Z, Z" k地分割实例---请高手分析
7 X& T1 A* u# B' [& E先进行系统分明：该产品为GPS接收模块，其中有RF信号，频率1.5G,接收灵敏度-15dBm,对噪声很敏感。所以要处理好噪声干扰。电源为一LDO，数据部分为ARM7，频率不算高，50M左右。
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第一幅图：GPS不分割.JPG ：为RF地与电源地不分割的情况，我偏向于这种，地平面的完整性最好。当然这种情况可能会出现数据部分（Power GND）对RF信号的干扰，主要是通过地噪声进行干扰。
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0 g2 D7 P6 g( g- _/ u- o$ u$ J! }, G第二幅图：分割地1.JPG：其中的一种分割方案，相信很多人都会这么做，在TOP层进行RFGND，数字GND,第二层为地，未作分割，第三层为VDD电源层，未作分割，第四层为GND，未作分割。我以前是这么干的，不过现在想想有一个问题，虽然TOP作了地分割，但是第二层地，第四层都没作分割，那么第一层分割有意义吗？数字部分的噪声还不是会通过第二层和第四的层的地进入RF_GND部分对RF干扰吗？真不知道这样的分割有什么意思。
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第三幅，第四幅：GPS地分割2.JPG GPS地分割2——1.JPG，从图上可以看出，每层的地都作了分割，并桥的位置在同一位置，电源层是个完整的。不过有个问题不明白，有人说地噪声会通过电源与地平面进入到地层，这样不还是有问题吗？
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想请高手们帮我分析，地应该怎么分割才合理？

Dandy_15

期待高手分析！

stupid

"接收灵敏度-15dBm"接收灵敏度-15dBm，这里是否有误，是否应为-150dBm?

shark4685

我先来说下楼主问的问题,理清思路后,再来说说我的观点:

问题:
! ~/ {' P2 F& B9 C, _8 k1.现在确定数字部分和电源部分(pwm)会影响高频RF信号有影响,楼主也知道要通过分割地的方式,通过单点接地或多点接地来解决这个问题.

$ ^, O8 W0 X8 r- ]3 t  现在关键是要怎么分???
8 B0 u  M4 W4 P$ G) c
2.楼主要在保证地平面完整的情况下,对上面的一系列地做分割,并列出了3种方式,来讨论那种方式最好???

观点:
先来弄清楚一个概念

( Z3 _0 \  X5 m" E. r1.回流路径的概念

, |1 k8 A& v* P1 X6 L: h（1）信号回流要想从电源层回到地，最近的通道就是电源和地之间的电容。
7 ^4 k2 V3 z/ [; {$ n7 f/ `; s（2）要是它同一层的旁边有敷铜为GND，信号会选择GND为回流路径。
+ Z( U9 ^* B& m% V* L* L信号回流的原则：高速信号永远选择阻抗最小的路径回流。

! x% c/ f3 _3 r* @% g楼主所说的Top层的地,和第二层的地就是上面信号的2种回流路径.但是对于高速的数字信号来说:
( J. z7 s) k: D信号会选择阻抗最小的路径,板间电容对于高速信号是通路,而旁边敷铜GND在高速情况下呈感性,阻抗
相对于板间电容来说比较大,所有高速信号一般都是通过相邻层的地平面回流.(不排除会有一小部分低速信号通过旁边敷铜GND回流).
& d4 {0 x. M4 f/ P- w4 r$ Y+ S
& l0 O; E% S" d弄清楚了回流信号的路径,问题就好解决了.

- c4 Z: {# k1 D( x- Q我们通过设计,让RF信号的地远离这个回流的地,再通磁珠或0ohm电阻,将这2个地连接起来(保证地平面完整).
- Z1 p' L( ~. E, V( K% f
解决办法:
* ^+ T/ K+ o2 [- ?; d
1.可以确定高速信号是肯定存在的,那先把高速信号的邻近层的地做分割,在合适的地方采取单点或多点接地,
   这样既避免了干扰,又保证了地平面的完整性.
! l: M5 D0 [/ h6 E; y9 A
2.对于表层的地.最好也能保证RF的信号的地与数字地的分开.因为高频模拟的RF信号很容易受到干扰,他们包地通常是为了
5 g8 w: P- W6 N/ p# \  保护他们不受干扰.所以表层的高速信号包地,往往是EMC方面的要求.
, {) c- `( ^! p8 S3 l8 G/ k
* Z# Y6 p2 k' _& t以上的观点,希望对楼主有所帮助!
& e. ?3 M1 K5 c6 B" Z2 `6 r9 F
6 Z0 O; w  K3 U

xyy_zhong

讲的很透彻啊，学习啦，

Dandy_15

回复 3# stupid
- f. B9 O; u& A9 w+ M+ r
8 N! W) j0 W/ @/ j6 c
    是的，是-150dBm。 不好意思，笔误

Dandy_15

回复 4# shark4685
& }6 M& w" y2 X$ I* o- d
  w% d) b9 _/ M0 E1 x' R; Q! x4 E谢谢shark4685 精彩的解说。

zsg456

割地有点迷糊

ljdx

看了shark4685版主的解说，有2个地方不明白
$ {/ z$ [2 t! T4 l一，个人对shark4685所说的回流路径的概念的理解，顶层或底层的高速信号电流直接进入相邻层的地，而不会通过信号所在的层的敷铜进入相邻层的地。那么信号电流直接进入相邻层的地后再流到哪里去呢？对一块pcb来说，电源和地总是在顶层或底层的焊盘上的吧。
1.回流路径的概念
- Y; [" _% V4 J* V2 a& q/ w（1）信号回流要想从电源层回到地，最近的通道就是电源和地之间的电容。
（2）要是它同一层的旁边有敷铜为GND，信号会选择GND为回流路径。
信号回流的原则：高速信号永远选择阻抗最小的路径回流。
二，我们通过设计,让RF信号的地远离这个回流的地,再通磁珠或0ohm电阻,将这2个地连接起来(保证地平面完整).
让RF信号的地远离这个回流的地是不是指的POWER GND？

shark4685

$ B5 X, `" `' Y& i6 }第一个问题:信号回流到地平面后,会使得地平面引起纹波(纹波是电源的概念,此处想不出个更好的词表达).导致地平面不是稳定在OV,如果模拟数字共地的话,此纹波会通过同样的路径影响模拟信号.至于你说的一定会回流到pad上,不能说你错,只能说在高速情况下,请忘记"地"的概念.

第二个问题.RF信号是高频的模拟信号,容易受平面层的影响(包括电源跟地),远离或分开都是解决问题的很好的办法.

gonethewind

地分割实例---请高手分析
1 [( R- i0 c# r7 e8 z" D3 k先进行系统分明：该产品为GPS接收模块，其中有RF信号，频率1.5G,接收灵敏度-15dB ...
+ n8 g( W& T. K( z- @Dandy_15 发表于 2010-8-22 13:48

3 t' x. [) V" g' V4 M# l- p
9 Q5 W6 Z6 P$ ?" U) S9 J    比较bs问问题贴附件还设阅读权限，只能靠文字来yy你的几幅图的内容。。。。。
你要清楚的是，绝对的排除干扰是不可能的，在高频情况下，除非你设计两块板子或者离的老远老远。
top层分割、下面层不分割，虽然对RF/数字的SSN隔离不是最佳方案，但对整体板子的设计或许是最佳方案，看你的板子了。top层分割已经引导回流的路径沿着分割后的地走了，所以即使下面层不分割，可能也问题不大。就像黄河与长江终究要百川归海，但在国内，他们是隔开了。黄河是黄河，长江是长江

xyy_zhong

搬个凳子继续听高手讲解

shark4685

比较bs问问题贴附件还设阅读权限，只能靠文字来yy你的几幅图的内容。。。。。
/ k5 Y" z+ f0 G) ^6 X你要清楚的是，绝 ...
7 |  s% _: f. c# Z2 L. Dgonethewind 发表于 2010-8-30 11:52

: A. V+ ^1 N9 ^( E4 u+ L    单凭文字你能YY图,看来YY的功底还不错!!估计是经常锻炼出来的!
9 F; ?: o2 ?) i* K) G: Y) x
    阅读权限已经修改!

gonethewind

单凭文字你能YY图,看来YY的功底还不错!!估计是经常锻炼出来的!
# T6 b. Z5 j% l. k
) A  K5 T* c* @- X    阅读权限已经修改!
shark4685 发表于 2010-8-30 13:36

* i! z1 j: f0 s* c3 m" p菜鸟一个。从图来看，只分割top层应该问题不大。

Dandy_15

我觉得应该分析一下干扰从哪里来，是什么性质？通过什么路径，去干扰谁，通过什么方式，把这些分析透了，问题也就也解决了。