PCB布线的地线干扰与抑制处理方法
地线干扰及防治措施

地线干扰及防治措施1. 地线干扰电子产品的地线设计是极其重要的,无论低频电路还是高频电路都必须要个遵照设计规则。
高频、低频电路地线设计要求不同,高频电路地线设计主要考虑分布参数影响,一般为环地,低频电路主要考虑大小信号地电位叠加问题,需独立走线、集中接地。
从提高信噪比、降低噪音角度看,模拟音频电路应划归低频电子电路,严格遵循“独立走线、集中一点接地”原则,可显着提高信噪比。
音频电路地线可简单划分为电源地和信号地,电源地主要是指滤波、退耦电容地线,小信号地是指输入信号、反馈地线。
小信号地与电源地不能混合,否则必将引发很强的交流声:强电地由于滤波和退耦电容充放电电流较大(相对信号地电流),在电路板走线上必然存在一定压降,小信号地与该强电地重合,势必会受此波动电压影响,也就是说,小信号的参考点电压不再为零。
信号输入端与信号地之间的电压变化等效于在放大器输入端注入信号电压,地电位变化将被放大器拾取并放大,产生交流声。
增加地线线宽、背锡处理只能在一定程度上减弱地线干扰,但收效并不明显。
有部分未严格将地线分开的PCB由于地线宽、走线很短,同时放大级数很少、退耦电容容量很小,因此交流声尚在勉强可接受范围内。
2.正确的布线方法是:1)主滤波电容引脚作为集中接地点,强、弱信号地线严格区分开,在总接地点汇总。
下面以最常见的LM1875(TDA2030A)为例,以生产商推荐线路说明一下:2030A推荐线路图图中R1、R2是输入落地电阻,C2是直流反馈电容,接地点是小信号地,标记为蓝色,;C3、C4、C6、C7是退耦电容,接地端标记为红色,属电源地。
正确的接地方式为:三个小信号接地点可混合在一条地线上,四个电源地汇集为另一条地线,电源地与小信号地在总接地点处汇合,除总接地点外,两种地不得有其他连通点!2)功放输出端的茹贝尔(zobel)移相网络(R5、C5)接地点处理方法较特殊,该接地点如并入电源地,地线电压扰动将经R4反馈至LM1875反相输入端,引起交流声;而并入小信号地的话,由于信号的相位、强度不一致,将导致音乐信号质量严重下降。
指定PCB设置规则和冲突解决方案

指定PCB设置规则和冲突解决方案在PCB设计中,遵循一些设置规则可以提高电路板的可靠性和性能。
下面是一些常见的PCB设置规则和冲突解决方案:1.最小线宽和线距:按照制造能力选择适当的线宽和线距。
一般来说,较小的线宽和线距可以提高布线密度,但也会增加制造难度。
需要根据电路的特殊要求来平衡。
2.引脚分离:将输入和输出引脚分离,以降低信号干扰。
输入引脚和输出引脚的走线路径应尽量远离,以减少串扰。
3.地线规划:良好的地线规划可以减少地线回流干扰。
应该尽量减少地线回流路径的长度,并确保地线足够宽以保证良好的地势。
4.电源和地线:电源和地线的走线要尽量平行,以减小电感和电容。
同时,应该在电源输入和芯片附近放置电源滤波电容器来降低电源波动。
5.PCB层次规划:根据不同的信号类型和功耗要求合理规划PCB层次。
例如,将高频和低频信号分别放置在不同的层次上,以避免干扰。
6.信号走线:尽量使用直线走线和90度转角来减小信号的串扰。
同时,可以使用各向同性的线宽和线距来提高信号的一致性。
7.组件布局:将相关的器件放置在彼此附近以减小走线长度和串扰。
同时,应该避免高功耗器件和高频器件的邻近放置,以减少相互干扰。
冲突解决方案:1.线宽和线距冲突:如果线宽和线距的设置导致冲突,可以考虑调整器件的位置或者更换器件,以适应设计要求。
同时,可以与制造商沟通,了解他们的制造能力,以便做出合理的调整。
2.引脚分离冲突:如果引脚分离冲突,可以通过增加层数或者使用地平层来降低引脚之间的干扰。
同时,还可以考虑使用屏蔽罩或者过滤器来隔离输入和输出引脚。
3.地线回流冲突:如果地线回流路径太长,可以通过增加地线的宽度或者增加连接点来降低回流阻抗。
同时,还可以加入地线隔离区来避免不同地线之间的串扰。
4.电源和地线冲突:如果电源和地线的走向冲突,可以尝试改变电源和地线的布局,或者使用分层布线来调整。
此外,还可以考虑使用盘线或者小孔连接来实现电源和地线的连接。
如何应对PCB设计中的电磁干扰问题

如何应对PCB设计中的电磁干扰问题在PCB设计中,电磁干扰是一个常见而令人头痛的问题。
它可能导致电路性能的下降、系统崩溃甚至设备损坏。
因此,正确地应对电磁干扰问题至关重要。
本文将探讨几种应对PCB设计中电磁干扰问题的方法和策略。
一、电磁干扰的原因及影响电磁干扰来源于各种电子设备,包括干扰源和受干扰的电路。
产生电磁干扰的原因很多,比如电路中的高频信号、不正确的接地、信号线之间的互相干扰等。
这些干扰会导致电路中的信号失真、噪音增加、系统性能下降等问题。
二、合理布局电路板合理布局电路板是应对电磁干扰问题的重要策略之一。
首先,应尽量缩短信号线的长度,减少信号线之间的耦合。
其次,将高频信号线和低频信号线分开布局,避免相互干扰。
此外,可以采用屏蔽罩来隔离信号线和其他电路元件,减少干扰的传播。
三、地线的设计和布局地线的设计和布局对于降低电磁干扰也非常重要。
首先,要保证地线的连续性,避免地线断裂。
其次,在布局地线时,尽量采用星型连接方式,将各个地线连接到一个共接地点。
这样可以减少接地电流的路径,降低电磁干扰的产生。
同时,应尽量将数字和模拟地线分开布局,以减少它们之间的相互干扰。
四、减少信号线的串扰信号线之间的串扰是电磁干扰的主要来源之一。
为了减少串扰,可以采用以下方法。
首先,选择适当的信号线间距,尽量将它们分开。
其次,可以采用屏蔽罩、地平面等方法进行屏蔽。
另外,还可以使用差分信号线,通过差分信号的抵消作用来减少串扰的影响。
在布局和布线时,注意布线对称和平衡,可以进一步减少串扰。
五、选择合适的滤波器和抑制器在PCB设计中,可以采用滤波器和抑制器来抑制电磁干扰。
滤波器可以用于滤除高频噪声和信号,可以选择合适的滤波器根据具体的需求。
抑制器可以用于抑制电磁辐射和干扰源的信号,采用合适的抑制器可以有效地降低电磁干扰的影响。
六、合理选择敷铜与引入GI设计在PCB设计中,合理选择敷铜和引入地电网隔离设计是有效应对电磁干扰的方法之一。
印制电路板设计原则和抗干扰措施

印制电路板设计原则和抗干扰措施印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)设计是电子产品设计中非常关键的一部分,其设计原则和抗干扰措施对于电路性能和可靠性有着重要的影响。
下面将详细介绍印制电路板设计的原则和抗干扰措施。
一、印制电路板设计原则1.合理布局电路元件:在布局电路元件时,要根据电路功能和信号传输的要求,合理放置各元器件,减少信号线的长度,尽量减少信号线之间的交叉和平行布线,以减小串扰和电磁辐射的影响。
2.最短路径布线:信号线的长度对于高频电路尤为重要,因为在较高的频率下,信号线会表现出电感和电容的性质,对信号引起较大的干扰。
因此,对于高频信号线,需要尽量缩短信号路径,减小电感和电容效应。
3.控制传输线宽度和间距:传输线的宽度和间距会影响阻抗和串扰。
准确计算和控制阻抗可以避免发生信号反射和衰减。
而间距的控制可以减小串扰影响。
因此,在设计中应考虑到实际信号需求,计算并确定传输线的宽度和间距。
4.分层布线:对于复杂的电路设计,分层布线可以将不同功能的信号线分隔开,减小相互之间的干扰。
较高频的信号线可能需要从内层电路板层穿过,这时就需要提前规划分层布线,以保证信号的完整性和正常传输。
5.地线设计:地线是电路中非常重要的参考线,用于提供参考电平和回路。
因此,在进行印制电路板设计时,要考虑地线的设计,确保地线的连续性、稳定性和低石英。
6.飞线布线:飞线布线常用于解决布线空间不足、信号线错位等问题。
在进行飞线布线时,要准确把握长度和位置,避免信号串扰和干扰,尽量使飞线短小精悍。
1.控制层间电容和层间电感:层间电容和层间电感会导致电磁干扰,因此,在进行PCB设计时,要注意层间电容和电感的控制,尽量减少干扰的发生。
可以通过减小板厚、增加层间绝缘材料的相对介电常数、增加层间电缝等手段来降低层间电容和层间电感。
2.象限规划:将信号线按照功能和高低频分布到各象限中,可以降低相互之间的干扰。
例如,可以将数字信号和模拟信号放置在不同的象限中,避免信号之间的相互干扰。
PCB及电路抗干扰措施

PCB及电路抗干扰措施PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中常见的一种基础组件,用于支撑和连接电子元器件。
在设计和制造PCB时,为了保证电路的稳定性和可靠性,需要采取一系列的抗干扰措施。
首先,对于信号线的定位和布线需要谨慎考虑。
对于高频信号线和低频信号线,应尽量避免在布线过程中产生交叉和平行,同时应尽量使信号线和地线、电源线保持一定的间距,减小相互之间的干扰。
其次,对于电源线的设计,应采取合适的滤波措施。
通过设置电源滤波器,可以有效地滤除电源线上的高频噪声,保证电路的稳定供电。
此外,应尽量避免共地和共电源现象的产生,即将高频和低频电源线分开布局,减少相互之间的相互干扰。
另外,在PCB的设计中,需要合理规划和设置地面层。
地面层在PCB上起到了很重要的作用,可以提供稳定的工作参考电平,同时还可以起到屏蔽和散热的作用。
在地面层设计中,可以采取大面积连接的方式,将地面层与信号层、电源层等连接起来,形成一个完整的电流环路,减少干扰的产生。
此外,在PCB的布局和连接中,还可以采取差分信号传输技术。
差分信号传输是一种通过两个相反但幅度相等的信号进行数据传输的方式,可以有效抵消传输过程中的共模干扰和噪声。
对于差分信号线,需要尽量保持两条信号线的长度、间距和走线方式一致,减小差分信号线之间的不平衡和失配。
此外,在PCB的设计过程中,还可以采用屏蔽罩和屏蔽设备来进行电磁屏蔽。
屏蔽罩通常由导电材料制成,可以用于保护敏感的设备和信号线不受来自外部的电磁干扰。
同时,在PCB上的敏感电路和元器件周围,可以设置合适的屏蔽罩或屏蔽设备,进一步提高电路的抗干扰性能。
最后,还可以通过设计适当的接地和继电器等控制装置来提高PCB的抗干扰能力。
良好的接地设计可以减少接地回路的阻抗,提供稳定的接地参考电平。
通过合理选择和设计继电器,可以实现对敏感电路的切断和隔离,避免干扰源对电路的影响。
综上所述,PCB及电路的抗干扰措施涉及信号线的布线定位、电源线的滤波设计、地面层的设置、差分信号传输、屏蔽设备的应用、接地设计和继电器等。
PCB布线的地线干扰与抑制处理方法

什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线是作为电路电位基准点的等电位体。
这个定义是不符合实际情况的。
实际地线上的电位并不是恒定的。
如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。
正是这些电位差才造成了电路工作的异常。
电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。
HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。
这个定义中突出了地线中电流的流动。
按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。
因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。
因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。
2.地线的阻抗谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常。
要搞清这个问题,首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。
电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。
任何导线都有电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻,表1 给出的数据说明了这个问题。
在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含丰富的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。
对于数字电路而言,电路的工作频率是很高的,因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。
表1 导线的阻抗(Ω):频率Hz D = 0.6510cm 1m D = 0.2710cm 1m D = 0.06510cm 1m D = 0.0410cm 1m 10 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻,可以看出当频率达到10MHz 时,对于1米长导线,它的阻抗是直流电阻的1000 倍至10万倍。
PCB布线中的抗干扰策略

PCB布线中的抗干扰策略在PCB布线过程中,抗干扰策略是确保电子设备正常运行的关键。
干扰可以来自各种源,如电磁辐射、电源波动、信号串扰等,它们对电路的稳定性和性能产生严重影响。
为了减少干扰,以下是几种常见的抗干扰策略。
首先,正确的布线规划是实施抗干扰策略的基础。
布线规划需要充分考虑信号和电源线的分布,尽量减少信号线和电源线的交叉与平行。
此外,应将高频信号线与低频信号线相分离,并确保信号线与地线之间的间距合适。
第二,良好的地线设计非常重要。
地线是PCB布线中最重要的组成部分,它提供了一个良好的参考平面,减少了电磁干扰的影响。
地线需要足够宽,并保持连续性以减少阻抗。
此外,地线应尽可能靠近信号线,形成一对互补的传输线,以减小信号回路面积,降低串扰的可能性。
第三,适当的屏蔽技术也可以有效地抵御干扰。
屏蔽技术通常在高频信号线上使用,通过在信号线周围添加屏蔽层来阻挡外部干扰的进入。
屏蔽层可以是金属箔、银浆、导电性涂料等材料的一层或多层。
屏蔽层应与地线连接以形成一个闭合的回路,确保外界干扰信号被引导到地。
第四,电源管理是抗干扰策略的一个重要方面。
电源的稳定性对于整个电子系统的正常运行至关重要。
为了减少电源波动引起的干扰,可以采取以下措施:合理的电源布置、降低电源噪声的滤波和去耦电容、选择稳定性好的电源模块等。
此外,还有一些其他的抗干扰策略值得一提,如适当的阻抗匹配、减小回路面积、选择低噪声元件等。
在实际布线过程中,还需要充分利用仿真软件进行模拟验证,以确保布线方案的可行性和有效性。
总结来说,PCB布线中的抗干扰策略是确保电子设备正常运行的关键。
通过正确布线规划、良好的地线设计、屏蔽技术的使用、电源管理和其他一系列策略的综合应用,可以有效地减少电子设备受到的干扰,提高电路的稳定性和性能。
在实际应用中,还需要根据不同的应用场景和需求进行定制化的抗干扰策略设计。
PCB设计中的地线布局技巧

PCB设计中的地线布局技巧在PCB设计中,地线布局是非常重要的一环,它直接关系到整个电路的稳定性、抗干扰能力和性能。
正确的地线布局可以有效减小电路中的干扰和噪声,提高信号传输的稳定性和可靠性。
下面将介绍一些在PCB设计中地线布局的一些技巧:1. 单点接地:在PCB设计中,最好是采用单点接地的方式,即将所有的地线都连接到一个点,再与地区分开。
这样可以避免产生不同地区之间的回流环路,减小干扰和误差的产生。
2. 地线尽量粗:地线越粗,电阻越小,传输电流的能力就越强。
因此,在设计PCB时,尽量将地线设计得足够粗,可以提高整个电路的性能。
3. 保持短而直:地线布局应尽量保持短而直的原则,尽量减小地线的长度和弯曲,以降低电磁干扰的产生。
此外,地线的长度对于信号的传输速度也会产生一定的影响,短接地线可以缩短信号的传输时间,提高传输速度。
4. 避免交叉设计:在PCB设计中,应尽量避免地线和信号线的交叉设计,交叉会导致相互干扰,产生串扰和回流环路。
因此,在设计PCB时,要尽量将地线与信号线分开布局,避免它们之间的交叉。
5. 使用地平面:在PCB设计中,地平面是非常重要的一部分,它可以起到电磁屏蔽和安全接地的作用。
地平面应尽量覆盖整个PCB板,与地线连接紧密,可以有效地减小电路中的干扰,提高整个电路的稳定性和可靠性。
6. 接地孔的设计:在PCB设计中,接地孔的设计也是非常重要的一环。
接地孔可以帮助将电压稳定、电流稳定地导入芯片,避免出现电流循环不畅等问题。
在设计接地孔时,应尽量将接地孔布局在电路板的四角,尽量避免接地孔与信号线之间的交叉。
7. 分析整体电路结构:在进行PCB设计时,应当从整体电路结构的角度出发,仔细分析和规划地线的布局。
合理地布局地线不仅可以提高整个电路的性能,还可以减少电磁干扰对于电路的影响,提高电路的稳定性和可靠性。
综上所述,在PCB设计中地线布局是非常重要的一环,它直接关系到电路的稳定性和性能。
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PCB布线的地线干扰与抑制处理方法
1.地线的定义
什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线是作为电路电位基准点的等电位体。
这个定义是不符合实际情况的。
实际地线上的电位并不是恒定的。
如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。
正是这些电位差才造成了电路工作的异常。
电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。
HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。
这个定义中突出了地线中电流的流动。
按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。
因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。
因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。
2.地线的阻抗
谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常。
要搞清这个问题,首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。
电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。
任何导线都有电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻,表 1 给出的数据说明了这个问题。
在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含丰富的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。
对于数字电路而言,电路的工作频率是很高的,因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。
表1 导线的阻抗(Ω):
频率
Hz D = 0.65
10cm 1m D = 0.27
10cm 1m D = 0.065
10cm 1m D = 0.04
10cm 1m 10 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115
如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻,可以看出当频率达到10MHz 时,对于1米长导线,它的阻抗是直流电阻的1000 倍至10万倍。
因此对于射频电流,当电流流过地线时,电压降是很大的。
从表上还可以看出,增加导线的直径对于减小直流电阻是十分有效的,但对于减小交流阻抗的作用很有限。
但在电磁兼容中,人们最关心的交流阻抗。
为了减小交流阻抗,一个有效的办法是多根导线并联。
当两根导线并联时,其总电感L为:
L = ( L1 + M ) / 2
式中,L1 是单根导线的电感,M是两根导线之间的互感。
从式中可以看出,当两根导线相距较远时,它们之间的互感很小,总电感相当于单根导线电感的一半。
因此我们可以通过多条接地线来减小接地阻抗。
但要注意的是,多根导线之间的距离不能过近。
3.地线干扰机理
3.1地环路干扰
图1是两个接地的电路。
由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。
当电流较大时,这个电压可以很大。
例如附近有大功率用电器启动时,会在地线在中流过很强的电流。
这个电流会在两个设备的连接电缆上产生电流。
由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。
由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。
地环路中的电流还可以由外界电磁场感应出来。
3.2公共阻抗干扰
当两个电路共用一段地线时,由于地线的阻抗,一个电路的地电位会受另一个电路工作电流的调制。
这样一个电路中的信号会耦合进另一个电路,这种耦合称为公共阻抗耦合。
在数字电路中,由于信号的频率较高,地线往往呈现较大的阻抗。
这时,如果存在不同的电路共用一段地线,就可能出现公共阻抗耦合的问题。
图3 的例子说明了一种干扰现象。
图3 是一个有四个门电路组成的简单电路。
假设门1的输出电平由高变为低,这时电路中的寄生电容(有时门2 的输入端有滤波电容)会通过门1向地线放电,由于地线的阻抗,放电电流会在地线上产生尖峰电压,如果这时门3 的输出是低电平,则这个尖峰电压就会传到门3的输出端,门4的输入端,如果这个尖峰电压的幅度超过门4 的噪声门限,就会造成门4的误动作。
4.地线干扰对策
4.1地环路对策从地环路干扰的机理可知,只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。
如果能彻底消除地环路中的电流,则可以彻底解决地环路干扰的问题。
因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案。
A. 将一端的设备浮地如果将一端电路浮地,就切断了地环路,因此可以消除地环路电流。
但有两个问题需要注意,一个是出于安全的考虑,往往不允许电路浮地。
这时可以考虑将设备通过一个电感接地。
这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小,而对于频率较高的干扰信号,设备接地阻抗较大,减小了地环路电流。
但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。
另一个问题是,尽管设备浮地,但设备与地之间还是有寄生电容,这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗,因此并不能有效地减小高频地环路电流。
B. 使用变压器实现设备之间的连接利用磁路将两个设备连接起来,可以切断地环路电流。
但要注意,变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环路电流提供通路,因此变压器隔离的方法对高频地环路电流的抑制效果较差。
提高变压器高频隔离效果的一个办法是在变压器的初次级之间设置屏蔽层。
但一定要注意隔离变压器屏蔽层的接地端必须在接受电路一端。
否则,不仅不能改善高频隔离效果,还可能使高频耦合更加严重。
因此,变压器要安装在信号接收设备的一侧。
经过良好屏蔽的变压器可以在1MHz以下的频率提供有效的隔离。
C. 使用光隔离器另一个切断地环路的方法是用光实现信号的传输。
这可以说是解决地环路干扰问题的最理想方法。
用光连接有两种方法,一种是光耦器件,另一种是用光纤连接。
光
耦的寄生电容一般为2pf,能够在很高的频率提供良好的隔离。
光纤几乎没有寄生电容,但安装、维护、成本等方面都不如光耦器件。
D. 使用共模扼流圈在连接电缆上使用共模扼流圈相当于增加了地环路的阻抗,这样在一定的地线电压作用下,地环路电流会减小。
但要注意控制共模扼流圈的寄生电容,否则对高频干扰的隔离效果很差。
共模扼流圈的匝数越多,则寄生电容越大,高频隔离的效果越差。
4.2消除公共阻抗耦合
消除公共阻抗耦合的途径有两个,一个是减小公共地线部分的阻抗,这样公共地线上的电压也随之减小,从而控制公共阻抗耦合。
另一个方法是通过适当的接地方式避免容易相互干扰的电路共用地线,一般要避免强电电路和弱电电路共用地线,数字电路和模拟电路共用地线。
如前所述,减小地线阻抗的核心问题是减小地线的电感。
这包括使用扁平导体做地线,用多条相距较远的并联导体作接地线。
对于印刷线路板,在双层板上布地线网格能够有效地减小地线阻抗,在多层板中专门用一层做地线虽然具有很小的阻抗,但这会增加线路板的成本。
通过适当接地方式避免公共阻抗的接地方法是并联单点接地,如图 4 所示。
并联接地的缺点是接地的导线过多。
因此在实际中,没有必要所有电路都并联单点接地,对于相互干扰较少的电路,可以采用串联单点接地。
例如,可以将电路按照强信号,弱信号,模拟信号,数字信号等分类,然后在同类电路内部用串联单点接地,不同类型的电路采用并联单点接地。
5.小结
地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗,当电流流过地线时,会在地线上产生电压,这就是地线噪声。
在这个电压的驱动下,会产生地线环路电流,形成地环路干扰。
当两个电路共用一段地线时,会形成公共阻抗耦合。
解决地环路干扰的方法有切断地环路,增加地环路的阻抗,使用平衡电路等。
解决公共阻抗耦合的方法是减小公共地线部分的阻抗,或采用并联单点接地,彻底消除公共阻抗。