資料介紹
電子電路中,共阻抗干擾對電路的正常工作帶來很大影響。在PCB電路設(shè)計中,尤其在高頻電路的PCB設(shè)計中,必須防止地線的共阻抗所帶來的影響。通過對共阻抗干擾形式的分析,詳細(xì)介紹一點接地在電子電路中,特別是在高頻電路中對共阻抗干擾的抑制作用,以及采用一點接地防止共阻抗應(yīng)注意的問題。
同時對PCB板內(nèi)地線布局的主要形式和要求進(jìn)行了簡要闡述。
0前言
在電子電路中,多數(shù)元器件都要通過地線形成回路,線設(shè)計合理與否,直接影響電路的工作。盡可能地降低由于地線設(shè)計不和理產(chǎn)生對信號傳輸?shù)母蓴_。
在電路圖中,接地常用符號來表示,表示電路中的零電位,并用來作為電路的其他各點的公共參考點。電路的各點電壓、電流和信號電平的大小均是以地線作為基準(zhǔn)電壓來表示的。在閱讀電路圖和理解電路工作狀態(tài)時,常把地線和各接地點之間視作無電位差的零電位點。而在實際電路工作中,由于地線的阻抗(電阻、電感)的存在,會產(chǎn)生一定的電位差。這些電位差的存在,必然對電路的工作帶來影響。在PCB設(shè)計中必須注意和消除地線阻抗的影響。
1地線對電路產(chǎn)生干擾的形式
1. 1全電流共阻抗干擾
如圖1中,電路1和電路2通過公用地線AB與電源形成回路。線段AB可等效為一個電阻和電感的串聯(lián)回路,因而形成共阻抗效應(yīng)。在工作時,電路1、2的電流變動,將引起A點電位變化,使電路1、2相互產(chǎn)生干擾。如電路2有輸出至電路3,干擾也將竄入電路3中,因此形成全電流共阻抗干擾。
例如有一段長為10cm,寬為1. 5cm的印制導(dǎo)線,其銅箔厚度為50微米,導(dǎo)線電阻為:
若ρ= 0. 02,則R約為0. 026Ω。當(dāng)電路1工作在低頻時,電路的交變電流為1A,則在這段印制導(dǎo)線上約產(chǎn)生0.026V的交變電壓降而作用在電路2上。在高頻時,地線的共阻抗干擾,主要以導(dǎo)線的電感為主。當(dāng)一段導(dǎo)線長度遠(yuǎn)大于其寬度時,導(dǎo)線的自感量可按0. 8微亨/米計算。同樣一段長10cm的導(dǎo)線,當(dāng)其通過的工作頻率為30MHz時,此段導(dǎo)線所呈現(xiàn)的感抗RL= 2πL≈16Ω??梢娫陬l率升高時,導(dǎo)線的感抗將比導(dǎo)線本身的電阻要大幾個數(shù)量級。即使導(dǎo)線中流過很小的高頻電流,如為10mA,在導(dǎo)線上將產(chǎn)生0.16V的高頻電壓。因而,對于高頻電路,在制作PCB時,印制導(dǎo)線要盡可能短,以減少導(dǎo)線感抗對電路帶來的損耗與干擾。
圖1地線共阻抗干擾
同時對PCB板內(nèi)地線布局的主要形式和要求進(jìn)行了簡要闡述。
0前言
在電子電路中,多數(shù)元器件都要通過地線形成回路,線設(shè)計合理與否,直接影響電路的工作。盡可能地降低由于地線設(shè)計不和理產(chǎn)生對信號傳輸?shù)母蓴_。
在電路圖中,接地常用符號來表示,表示電路中的零電位,并用來作為電路的其他各點的公共參考點。電路的各點電壓、電流和信號電平的大小均是以地線作為基準(zhǔn)電壓來表示的。在閱讀電路圖和理解電路工作狀態(tài)時,常把地線和各接地點之間視作無電位差的零電位點。而在實際電路工作中,由于地線的阻抗(電阻、電感)的存在,會產(chǎn)生一定的電位差。這些電位差的存在,必然對電路的工作帶來影響。在PCB設(shè)計中必須注意和消除地線阻抗的影響。
1地線對電路產(chǎn)生干擾的形式
1. 1全電流共阻抗干擾
如圖1中,電路1和電路2通過公用地線AB與電源形成回路。線段AB可等效為一個電阻和電感的串聯(lián)回路,因而形成共阻抗效應(yīng)。在工作時,電路1、2的電流變動,將引起A點電位變化,使電路1、2相互產(chǎn)生干擾。如電路2有輸出至電路3,干擾也將竄入電路3中,因此形成全電流共阻抗干擾。
例如有一段長為10cm,寬為1. 5cm的印制導(dǎo)線,其銅箔厚度為50微米,導(dǎo)線電阻為:
若ρ= 0. 02,則R約為0. 026Ω。當(dāng)電路1工作在低頻時,電路的交變電流為1A,則在這段印制導(dǎo)線上約產(chǎn)生0.026V的交變電壓降而作用在電路2上。在高頻時,地線的共阻抗干擾,主要以導(dǎo)線的電感為主。當(dāng)一段導(dǎo)線長度遠(yuǎn)大于其寬度時,導(dǎo)線的自感量可按0. 8微亨/米計算。同樣一段長10cm的導(dǎo)線,當(dāng)其通過的工作頻率為30MHz時,此段導(dǎo)線所呈現(xiàn)的感抗RL= 2πL≈16Ω??梢娫陬l率升高時,導(dǎo)線的感抗將比導(dǎo)線本身的電阻要大幾個數(shù)量級。即使導(dǎo)線中流過很小的高頻電流,如為10mA,在導(dǎo)線上將產(chǎn)生0.16V的高頻電壓。因而,對于高頻電路,在制作PCB時,印制導(dǎo)線要盡可能短,以減少導(dǎo)線感抗對電路帶來的損耗與干擾。
圖1地線共阻抗干擾
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