PCB的接地设计规范与指南.pdf

接地设计规范与指南PCB的接地设计工作地工工作地信号回路的电位基准点（直流电源的负极或零伏点)，在单板上可分为数字地GNDD与模拟地GNDA。数字地连接数字元器件接地端，模拟地连接模拟元器件接地端。理想的工作地是电路参考点的等电位平面。但在实际的设计中，工作地被作为信号电流的低阻抗回路和电源的供电回路。这样就会产生常遇到的三个问题：共模干扰、信号串扰和幅射。PCB的接地设计要求照厚万PCB的接地设计，首先应根据设备系统总的接地设计方案，如：单板上的保护地、屏蔽地、工作地（包括数字地和模拟地)等如何与背板连接，背板上的这些地又如何与系统的各种地汇接，在PCB上落实系统接地方案对PCB板的接地设计要求。共模干扰电压工所有的导体都具有一定的阻抗，电流流经地时，同样会产生压降。流经工作地中的电流主要来自两个方面，一是信号的回流：另一个是电源的电流需要沿工作地返回。下图表示了典型的信号和电源共地逻辑电路PCB上共模电压的产生。其中，Vnoise是电流流经工作地时产生的共模噪声电压。MGround回回回串扰PCB上相邻的印制线之间存在互感和耦合电容，当信号电压或电流随时间快速变化时，会对周围的信号产生不可忽视的串扰。图(a)是串扰的等效电路。图(b)是集总参数下串扰(Crosstalk)与线间距D和印制线离地平面（参考平面）高度H之间的关系。I+(D/月)与D、日的关系：辐射与干扰PCB上的快速变化的电流回路，其作用相当于小回路天线，它会向外进行电磁场幅射。图()，属于差模辐射方式。幅射的电场强度与回路中电流的大小Io、回路的面积A、电流的频率的二次方成正比。同理，PCB上的信号回路（小回路天线)也会接收周围快速变化的电磁场，而产生干扰电流。如图(b),当出入PCB的电缆上存在共模电流时，会产生共模幅射。幅射的电场强度与共模电流的大小、共模电流的频率、线的长度成正比。同时，它也会对PCB上的电路产生共模干扰。EK FAL()菱模福射(6)共横射，PCB接地设计原则(续)接口地保持“干净”，使噪声无法通过耦合出入系统出入PCB板信号，特别是通过电缆连接的信号易将噪声耦合出入系统，注意保持/O地不受到共模干扰。接口部分的电源地尽量采用平面。?电路合理分区，控制不同模块之间的共模电流对于纯数字电路，应该注意按电路工作速率高、中、低以及O进行分区。以减少电路模块之间的共模电流。?贯彻系统的接地方案PCB上的接地设计，应该符合设备系统的总接地方案。特别是单板、背板，以及与机框机架需要搭接的地方，PCB上应该备有系统要求的安装孔、喷锡或采用其它镀层的导电接触面。双面板接地设计梳形电源、地结构Return currentSignal linePoweGround任何电路都不宜直接采用梳形的地结构，由图可以看出信号的回流都必须折回根部，回路面积大。但只要对较重要的信号加以地保护，布线完成之后将空的地方都敷上地铜皮，并用多个过孔将两层的地连接在一起，这个缺陷可以得到弥补。这种结构只适用于低速电路，PCB上信号的走向较单一，而且走线密度较低的情况。双面板接地设计（续）栅格形地结构BottomhyePower*橱格形地结构，电源和地分别从PCB的顶层和底层，以正交方式引出，在电源和地交叉处放置去耦电容，电容的两端分别接电源和地。*与梳形比较，栅格形地结构信号回路较小。栅格形地结构适用于低速的CMOS和普通的TTL电路，但应该注意对较高速的信号加足够的地保护，使回路面积和回流路径的电感达到最小。多层板的接地设计有完整地平面的多层板之优点(1)信号提供较稳定的参考电平和低电感的信号回路，使所有信号线具有确定的阻抗值：()为电路提供低电感的工作电源供电：(3)可以控制信号间的串扰。