电路板的接地技术

Anda

在电子设计中，最常碰到的技术就是电路板的接地，从最常见的单模拟电路回路接地、单纯的数字电路回路接地到模拟数字电路的混合接地，从这些接地的方式中无不显示着电子设计的发展。如果你设计的产品还有其他的要求，例如经过EMC的检测，电路板的信号频率比较高(信号的上升时间为10ns甚至更低的数量级)，那么，需要考虑的接地技术又要符合此时的因素。那么，今天就来分析说明下在这些因素的接地技术。

在分析电路板的接地技术之前，首先要明白一个原因，接地技术是为了提高电路稳定的因素之一。在电路设计中，通过各种接地技术来减小环路，就是这种方法之一。现在简单说下减少地环路影响采取的技术。
) d% ]- v  R, x# `2 q8 n1 {2 l
- }# Y8 y" S' s7 dA 采用光耦技术连接电路
& N9 A* }4 N% q; H4 f
+ e1 S: i- D" S" r  U2 `在设计电路中，为了充分保护后级电路免予受到前面电路的影响，光耦隔离技术是常用的方法之一。这种设计中，可以很好的减少发送电路中对接受电路的影响，正是由于光耦的引入，大大减少了地环路对电路的影响。
9 ]6 i' j# C3 ^; t6 ?2 A
B 采用隔离变压器技术连接电路
2 u' q- c5 {$ g+ e" Z2 W% q" s* c+ {
) q" }. B: s! A: M这种方法中，采用1:1的变压器，这样隔离了发送电路和接收电路。使接收电路的接地回路大大减小。
! @" z# H% @) c- ^' o
: Z9 X0 W! g" }% sC 采用共模扼流圈
) U5 y0 g+ ]! X
) e4 G; @; J( t5 ~* g4 W8 g在电路设计中，接收电路通过共模扼流圈与发射电路相连，这样，可以使接收电路的回路大大减小，同时，也为接收电路的EMC检测提供良好的技术支持。
  _2 F: v/ [) t( ]
D 采用平衡电路技术
, I- @! A  w8 }7 i
这种方法中，发送电路通常为多点并联的电源，通过各个相当于并联的模块电路，最后并联的各个模块并联单点接地。在平衡电路中，各个模块的电流流动互相不影响，从而提高系统的稳定性。

介绍完减小地环路的方法后，现在介绍下为了减少各种地的接地方法。
- n6 q7 ]& r% J$ r: ], f; {
一、浮地技术
+ }" N- @5 l# o7 K
在电子设计中，常用的一种方法是浮地技术，这种方法的电路板的信号地和外部的公共地不相连接，从而保证了电路的良好的隔离。电路与外部的地系统有良好的隔离，不易受外部地系统上干扰的影响，但是，电路上易积累静电从而产生静电干扰，有可能产生危险电压。小型低速(<1mhz)设备可以采用工作地浮地(或工作地单点接金属外壳)、金属外壳单点接大地。
) Z% }- L8 w8 G3 z- z: w
8 w+ {) o+ v% U, x1 u' P. Q% {二、串联单点接地
0 u) H) c) t5 N0 [/ T2 C1 L. R
: G7 t2 W, t6 U: q2 ^这种接地方法是公司大牛推荐的一种接地方法，由于其简单，在电路板设计中不用注意那么多，所以会使用的比较多。但是，这种电路容易存在共阻抗耦合，使各个电路模块相互影响。
$ L  ^4 }( ?& M6 A) D
三、并联单点接地
6 a2 l+ [. d& Q& v
这种方法接地，虽然摆脱了串联单点接地的共阻抗耦合的问题，但是在实际的使用中，会引入接地线过多的烦心事，至于使用哪种，需要在实际的过程中综合评价。如果电路板面积允许，就使用并联模式，如果保持各个电路模块之间连接简单，那么采用串联模式。一般情况下，下载的板子中有电源模块，模拟电路模块，数字电路模块和保护电路模块，这种情况下，我采用并联单点接地的方法。
& B+ H; |# y, u* d% G
. h) D/ ~( P  G: S四、多点接地
/ B0 ]5 p7 \1 j! s' _% h# M
2 y: [8 X4 R% w多点基地技术在日常的设计中会使用的比较多，在多模块电路设计中使用的更多，这种接地方法可以有效地减少高频干扰问题，但是，也容易产生地环路的设计问题，这设计中要充分考虑到这一点，提高系统设计的稳定性。小型高速(>10MHz)设备的工作地应与其金属机壳实现多点接地，接地点的间距应小于最高工作频率波长的1/20，且金属外壳单点接大地。

; w: _9 k: k2 E. c总之，在电子电路设计中，最重要的一点是减小电路的回路面积，这对提高电子设计稳定性和提高电子系统EMC设计有着重要的作用。在实际的设计中，通过综合评价以上的各种技术，通过灵活使用，以便达到提高系统稳定性的目的。

& d" ~, Q  u1 {8 S) `0 T

reasonant-j

接地技术是为了提高电路稳定的因素之一