地线设计及机壳地与数字地、模拟地的关系

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几幅草图教你区分数字地、模拟地、电源地,单点接地

几幅草图教你区分数字地、模拟地、电源地,单点接地

几幅草图教你区分数字地、模拟地、电源地,单点接地广告我们在进行pcb布线时总会面临一块板上有两种、三种地的情况,傻瓜式的做法当然是不管三七二十一,只要是地,就整块敷铜了。

这种对于低速板或者对干扰不敏感的板子来讲还是没问题的,否则可能导致板子就没法正常工作了。

当然若碰到一块板子上有多种地时,即使板子没什么要求,但从做事严谨认真的角度来讲,咱们也还是有必要采用本文即将讲到的方法去布线,以将整个系统最优化,使其性能发挥到极致!当然关于这些地的一些基础概念、为什么要将它们分开,本文就不讲了,不懂的同学自己查哈!一、对于板子上有数字地、模拟地、电源地这种情况:从这个图可以看出:模拟地和数字地是完全分开的,最后都单点接到了电源地,这样可以防止地信号的相互串扰而影响某些敏感元件,众所周知数字元件对干扰的容忍度要强于模拟元件,而数字地上的噪声一般比较大所以将它们的地分开就可以降低这种影响了。

还有单点接地的位置应该尽量靠近板子电源地的入口(起始位置),这样利用电流总是按最短路径流回的原理可将干扰降到最小。

二、对于板子上只有数字地、电源地这种情况:从此图可以看出:只在电源地和数字地之间用一个0欧电阻或磁珠之类的单点接地就行了,同样单点接地的位置应该尽量靠近板子电源地的入口(起始位置)。

三、展示一些第二种情况的pcb系统1、地线分区2、0欧电阻单点接地3、板子正面图总结:本文图解非常适合于单片机控制系统的pcb地线布局,其它系统也可参考!第二届立创商城电子制作节第二届立创商城电子制作节开始报名啦!超低门槛、自由发挥、轻松入围,更有第三方专家评委点评打分、荣誉证书和定制奖杯!一等奖1名,奖励税后10000元;二等奖2名,各奖税后6000元;三等奖3名,各奖税后3000元;入围奖若干名,入围即获500元奖励。

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接地-数字地和模拟地如何接?

接地-数字地和模拟地如何接?

接地-数字地和模拟地如何接?PCB模拟地和数字的接法在很多资料里都有论述,基本大部分是从信号完整性的角度来进行讲解。

既然这个帖子是属于EMC分析,所以,本帖子重点从EMC设计的角度进行论述。

接地的目的是为了引导干扰电流的方向,也就是说,一个好的结构布局保证设备对外*扰电流不流向电缆,外部对设备的干扰电流不流向核心电路。

设备的通用接地点一般靠近电源输入口。

对于静电测试,容易出现问题的地方一般出现在接口部分以及开口或接缝处,这里不讨论其他问题,只讨论模拟接地。

很多仪器仪表产品的基本结构如下图所示:上图是一个典型接法,模拟地与机箱之间不是直接电连接,采用一点接地。

在静电测试中,模拟接口不可避免的会把能量接入模拟地,再通过接地点流向机箱(上几篇文章详细地论述了PCB板直接接机箱或浮地,结果是一样的,只不过流过PCB的干扰电流大小的问题)。

在静电通过接地点时,在数字地和模拟地之间有一个△V的电压差,相对于模拟器件(A/D,D/A),这个压差就会影响到模拟器件的工作,A/D采集可能出现坏点,D/A输出可能就有一个阶跃,这在一些应用中就是致命的。

如果模拟地不是通过接地点与机箱相接,直接由螺钉连接,是不是就可以解决这个问题?结论是“可能”,不管你怎么连接,只能改变流向核心电路的能量大小,不可能完成避免。

如果改成下图的结构,结果要好很多:采用全铺地,并且在模拟器件的旁边,在两个地之间加两个接地螺钉,效果要好很多,能量就近泄放,不会像上图一样形成一个大的泄放环路,不会在两个地之间形成电压差(或非常小,在模拟器件的共模抑制能力范围内),模拟器件在外部干扰下可以正常工作,顺利通过各种针对信号线的测试。

这只是一个典型例子,其实,不管什么样的结构,都可以近似于上图的模型,进行EMC分析和改造,只要记得,接地的本质就没问题。

关于电路设计中GND、PGND、AGND的相互关系

关于电路设计中GND、PGND、AGND的相互关系

关于电路设计中GND、PGND、AGND的相互关系
PGND、GND、AGND、DGND都是自己来定义的,
一般说来:
PGND是指电源地,POWER GND
AGND是指模拟地,ANALOGUE GND
DGND是指数字地,DIGITAL GND
GND,泛指地
之所以分开是为了避免不同部分之间的相互干扰,比如数字模拟之间,数字多为高频信号,如果和模拟混到一起会因互助干扰而工作不正常,电源部分通常引入很多纹波或高次谐波,所在电源地最好也要分开, 但最终所有的地还是要连到一起,一般用磁珠连接,磁珠的参数要根据信号情况来选择.
同一个系统只能使用同一个参考地, 类似一个参照物的意思, 多个人赛跑, 只能有一个参照物, 依此我们判断每个人的速度才有意义;
另外,如果同一系统中, 参考地有两个, 将会形成一个偶合天线
既然一个系统只能有一个参考地的话,所有的地最终还是要连接到一起。

那么他们之间是通过什么互联的呢?上面提到的磁珠是地与地之间互联的一种方式,磁珠在这里扮演的事什么角色?但像数字地和模拟地通过磁珠就能连接起来?而不会产生互助干扰的问题了吗?还有其他互联的方式吗?
我看到的现象是将PGND和GND,AGND之间直接相连,中间没有加磁珠?这种方式可行吗?
磁珠对高频信号才有较大阻碍作用, 因此可以吸收高频干扰,这就是磁珠在这里扮演的角色,这也是为EMC设计的;
各种地的连接也有用电感的,要求不高0欧电阻也可以;
直接相连必然会产生不同部分之间的相互窜扰;。

【E课堂】模拟电路和数字电路接地要点

【E课堂】模拟电路和数字电路接地要点

【E课堂】模拟电路和数字电路接地要点
本文主要讲了一下模拟电路和数字电路接地时应该注意的问题,希望对你的学习有所帮助。

1. 数字地和模拟地应分开;
在高要求电路中,数字地与模拟地必需分开。

即使是对于A/D、D/A 转换器同一芯片上两种地最好也要分开,仅在系统一点上把两种地连接起来。

2.浮地与接地;
系统浮地,是将系统电路的各部分的地线浮置起来,不与大地相连。

这种接法,有一定抗干扰能力。

但系统与地的绝缘电阻不能小于50MΩ,一旦绝缘性能下降,就会带来干扰。

通常采用系统浮地,机壳接地,可使抗干扰能力增强,安全可靠。

3.一点接地;
在低频电路中,布线和元件之间不会产生太大影响。

通常频率小于
1MHz 的电路,采用一点接地。

4.多点接地。

在高频电路中,寄生电容和电感的影响较大。

通常频率大于10MHz 的电路,采用多点接地。

如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。

不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题∶
1、用磁珠连接;
2、用电容连接;
3、用电感连接;
4、用0 欧姆电阻连接。

电路设计中的模拟地和数字地

电路设计中的模拟地和数字地

电路设计中的模拟地和数字地电路设计中的模拟地和数字地2011年05月24日星期二19:531为什么要分数字地和模拟地数字地和模拟地因为虽然是相通的,但是距离长了,就不一样了。

同一条导线,不同的点的电压可能是不一样的,特别是电流较大时。

因为导线存在着电阻,电流流过时就会产生压降。

另外,导线还有分布电感,在交流信号下,分布电感的影响就会表现出来。

所以我们要分成数字地和模拟地,因为数字信号的高频噪声很大,如果模拟地和数字地混合的话,就会把噪声传到模拟部分,造成干扰。

如果分开接地的话,高频噪声可以在电源处通过滤波来隔离掉。

但如果两个地混合,就不好滤波了。

2如何设计数字地和模拟地在设计之前必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽可能减小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。

相反,如果系统存在两个参考面,就可能形成一个偶极天线(注:小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比);而如果信号不能通过尽可能小的环路返回,就可能形成一个大的环状天线(注:小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。

在设计中要尽可能避免这两种情况。

有人建议将混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开,这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。

尽管这种方法可行,但是存在很多潜在的问题,在复杂的大型系统中问题尤其突出。

最关键的问题是不能跨越分割间隙布线,一旦跨越了分割间隙布线,电磁辐射和信号串扰都会急剧增加。

在PCB设计中最常见的问题就是信号线跨越分割地或电源而产生EMI问题。

如图1所示,我们采用上述分割方法,而且信号线跨越了两个地之间的间隙,信号电流的返回路径是什么呢?假定被分割的两个地在某处连接在一起(通常情况下是在某个位置单点连接),在这种情况下,地电流将会形成一个大的环路。

流经大环路的高频电流会产生辐射和很高的地电感,如果流过大环路的是低电平模拟电流,该电流很容易受到外部信号干扰。

接地数字地模拟地信号地区别与接法

接地数字地模拟地信号地区别与接法

接地数字地模拟地信号地区别与接法Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】接地:数字地,模拟地,信号地区别与接法除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。

控制系统中,大致有以下几种地线:(1)数字地:也叫逻辑地,是各种开关量(数字量)信号的零电位。

(2)模拟地:是各种模拟量信号的零电位。

(3)信号地:通常为传感器的地。

(4)交流地:交流供电电源的地线,这种地通常是产生噪声的地。

(5)直流地:直流供电电源的地。

(6)屏蔽地:也叫机壳地,为防止静电感应和磁场感应而设。

以上这些地线处理是系统设计、安装、调试中的一个重要问题。

下面就接地问题提出一些看法:(1)控制系统宜采用一点接地。

一般情况下,高频电路应就近多点接地,低频电路应一点接地。

在低频电路中,布线和元件间的电感并不是什么大问题,然而接地形成的环路的干扰影响很大,因此,常以一点作为接地点;但一点接地不适用于高频,因为高频时,地线上具有电感因而增加了地线阻抗,同时各地线之间又产生电感耦合。

一般来说,频率在1MHz以下,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1~10MHz之间可用一点接地,也可用多点接地。

(2)交流地与信号地不能共用。

由于在一段电源地线的两点间会有数mV甚至几V 电压,对低电平信号电路来说,这是一个非常重要的干扰,因此必须加以隔离和防止。

(3)浮地与接地的比较。

全机浮空即系统各个部分与大地浮置起来,这种方法简单,但整个系统与大地绝缘电阻不能小于50MΩ。

这种方法具有一定的抗干扰能力,但一旦绝缘下降就会带来干扰。

还有一种方法,就是将机壳接地,其余部分浮空。

这种方法抗干扰能力强,安全可靠,但实现起来比较复杂。

(4)模拟地。

模拟地的接法十分重要。

为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可采用屏蔽浮技术。

对于具体模拟量信号的接地处理要严格按照操作手册上的要求设计。

接地数字地,模拟地,信号地区别与接法

接地数字地,模拟地,信号地区别与接法

接地:数字地,模拟地,信号地区别与接法除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。

控制系统中,大致有以下几种地线:(1)数字地:也叫逻辑地,是各种开关量(数字量)信号的零电位。

(2)模拟地:是各种模拟量信号的零电位。

(3)信号地:通常为传感器的地。

(4)交流地:交流供电电源的地线,这种地通常是产生噪声的地。

(5)直流地:直流供电电源的地。

(6)屏蔽地:也叫机壳地,为防止静电感应和磁场感应而设。

以上这些地线处理是系统设计、安装、调试中的一个重要问题。

下面就接地问题提出一些看法:(1)控制系统宜采用一点接地。

一般情况下,高频电路应就近多点接地,低频电路应一点接地。

在低频电路中,布线和元件间的电感并不是什么大问题,然而接地形成的环路的干扰影响很大,因此,常以一点作为接地点;但一点接地不适用于高频,因为高频时,地线上具有电感因而增加了地线阻抗,同时各地线之间又产生电感耦合。

一般来说,频率在1MHz以下,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1~10MHz之间可用一点接地,也可用多点接地。

(2)交流地与信号地不能共用。

由于在一段电源地线的两点间会有数mV甚至几V电压,对低电平信号电路来说,这是一个非常重要的干扰,因此必须加以隔离和防止。

(3)浮地与接地的比较。

全机浮空即系统各个部分与大地浮置起来,这种方法简单,但整个系统与大地绝缘电阻不能小于50MΩ。

这种方法具有一定的抗干扰能力,但一旦绝缘下降就会带来干扰。

还有一种方法,就是将机壳接地,其余部分浮空。

这种方法抗干扰能力强,安全可靠,但实现起来比较复杂。

(4)模拟地。

模拟地的接法十分重要。

为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可采用屏蔽浮技术。

对于具体模拟量信号的接地处理要严格按照操作手册上的要求设计。

(5)屏蔽地。

在控制系统中为了减少信号中电容耦合噪声、准确检测和控制,对信号采用屏蔽措施是十分必要的。

根据屏蔽目的不同,屏蔽地的接法也不一样。

什么是数字地和模拟地,处理原则又是什么

什么是数字地和模拟地,处理原则又是什么

么是数字地和模拟地,处理原则又是什么什么是数字地和模拟地,处理原则又是什么,其实他们二者本质是一养的,就是数字地和模拟地都是地。

但是又有些不同,那我们又该如何区分他们,他们相互之间是否又有什么影响。

数字地、模拟地互相会影响不是因为一个叫数字,一个叫模拟,而是他们用了同一部电梯:地,而这部电梯所用的井道就是我们在PCB上布得地线。

模拟回路的电流走这条线,数字回路的电流也走这条线,本来无可厚非,线布着就是用来导通电流的,可问题出在这根线上有电阻!而且最根本的问题是走这条线的电流要去2 个不同的回路。

假设一下:有2股电流,数流,模流同时从地出发。

有2个器件:数字件和模拟件。

若2个回路不分开,数流模流走到数字件的接地端前的时候,损耗的电压为V=(数流+模流)X走线电阻,相当于数字器件的接地端相对于地端升高了V,数字器件不满意了,我承认会升高少许电压,数流的那部分我认了,但模流的为什么要加在我头上?同理模拟器件也会同样抱怨!什么是数字地和模拟地,处理原则又是什么两个解决方案:第1个:你布的PCB线没有阻抗,自然不会引起干扰,就像2、3楼直接往下跳,那是井道最宽的时候,也就是可以装一个无限大的电梯,自然谁都不影响谁,但谁都知道,This is mission impossible!第2个:2条回路分开走,数流,模流分开,既数地、模地分开。

同理,有时虽在模拟回路中,但也要分大、小电流回路,就是避免相互干扰。

所谓的干扰就是:2个不同回路中的电流在PCB走线上引起的电压,这2部分电压互相叠加而产生的。

下面再具体介绍,简单来说,数字地是数字电路部分的公共基准端,即数字电压信号的基准端;模拟地是模拟电路部分的公共基准端,模拟信号的电压基准端(零电位点)。

一、分为数字地和模拟地的原因由于数字信号一般为矩形波,带有大量的谐波。

如果电路板中的数字地与模拟地没有从接入点分开,数字信号中的谐波很容易会干扰到模拟信号的波形。

当模拟信号为高频或强电信号时,也会影响到数字电路的正常工作。

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地线设计及机壳地与数字地、模拟地的关系
一、地线设计
在电子设备中,接地是抑制噪声的重要方法。

如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分噪声问题。

电子设备中地线结构大致分为-系统地,机壳地(屏蔽地),数字地(逻辑地)和电源模拟地等。

在地线设计中应注意以下几点:
A. 正确选择单点接地与多点接地
在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和组件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对噪声影响较大,因而应采用一点接地。

当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。

当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。

B. 将数字电路与电源模拟电路分开
如果电路板上有高速逻辑电路,又有线性模拟电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连(???)。

要尽量加大线性电路的接地面积。

C. 尽量加粗接地线
若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏。

因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三位于印刷电路板的允许电流。

如有可能,接地线的宽度应大于3mm.
D. 将接地线构成死循环路
设计只由数字电路组成的印刷电路板的地线系统时,将接地线做成死循环路可以明显的提高抗噪声能力。

其原因在于:印刷电路板上有很多集成电路组件,尤其遇有耗电多的组件时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接地结构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。

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