圖解PCB布線數字地、類比地、電源地,單點接地抗幹擾!,pcb抗幹擾
為什麼類比地與數字地應有各自獨立的迴路?大家都是地,為什麼還分彼此?Link水平很低,常常會問一些低級問題。
幸蒙Perter指點,明白了少許,現在和大家分享一下。
其實本質是對的,就是數字地,類比地都是地,並不是他們倆頭上長角,十分的怪異,要明白為什麼要分開,先聽我說一個故事
我們公司所在的商務樓共有3樓,2樓是搞類比的,3樓是做數位,整幢樓只有一部電梯,平時人少的時候還好辦,上2樓,上3樓互不影像,但每天早上上下班的時候就不得了了,人多得很,搞數位要上3樓,總是被2樓的類比影響,2樓類比的人要下樓,總是要等電梯上了3樓,再下來,互相影響很是麻煩,
商務樓的物業為解決這個問題,提出了2個方案,
第1個(笑死人了)
電梯擴大,可以裝更多的人,
電梯大了是好,但公司會招人,人又多了,再換電梯,再招人...永遠死迴圈,有一個辦法到挺好,大家索性不要電梯,直接往下跳,不管2樓的,3樓的,肯定解決問題,但肯定會出問題(第1個被槍斃掉了)
第2個
裝2部電梯,一部專門上2樓,另一部專門上3樓
WondeRFul!太機智了,這樣2層樓面的工作人員就互不影響了。
End
明白了否?
數字地,類比地互相會影響不是因為一個叫數字,一個叫類比,而是他們用了同一部電梯--地,而這部電梯所用的井道就是我們在PCB上布得地線。
類比迴路的電流走這條線,數字迴路的電流也走這條線,本來無可厚非,線布著就是用來導通電流的,可問題處在這根線上有電阻!
而且最根本的問題是走這條線的電流要去2個不同的迴路。
假設一下,有2股電流,數流,模流同時從地出發。有2個器件,數件,模件。
若2個迴路不分開,數流,模流回走到數件的接地端前的時候,損耗的電壓為v
v=(數流+模流)x走線電阻
相當於數字器件的接地端相對於地端升高了v
數字器件不滿意了,我承認會升高少許電壓,數流的那部分我認了,但模流的為什麼要加在我頭上?
同理模擬器件也會同樣抱怨
2個解決方案
第1個:你布的PCB線沒有阻抗,自然不會引起幹擾,就像2、3樓直接往下跳,那是井道最寬的時候,也就是可以裝一個無限大的電梯,自然誰都不影響誰,但誰都知道,this is mission impossible
第2個:2條迴路分開走,數流,模流分開,既數地、模地分開。
同理,有時雖在類比迴路中,但也要分大、小電流迴路,就是避免相互幹擾。
所謂的幹擾就是:2個不同迴路中的電流在PCB走線上引起的電壓,這2部分電壓互相疊加而產生的。
OK!
我們在進行pcb布線時總會面臨一塊板上有兩種、三種地的情況,傻瓜式的做法當然是不管三七二十一,只要是地 就整塊敷銅了。這種對於低速板或者對幹擾不敏感的板子來講還是沒問題的,否則可能導致板子就沒法正常工作了。當然若碰到一塊板子上有多種地時,即使板子沒什麼要求,但從做事嚴謹認真的角度來講,咱們也還是有必要採用本文即將講到的方法去布線,以將整個系統最佳化,使其效能發揮到極致!當然關於這些地的一些基礎概念、為什麼要將它們分開,本文就不講了,不懂的同學自己查哈!
最後,關於本問題的探討 網上也有不少文章,但大都是文字描述,沒有圖解,讓人看了總有種知其然但不知其所以然的感覺,故本人在此大膽的圖解下自己的思想,不對的地方還望高人指教,同時希望有不同意見的朋友留言。感謝~
一、對於板子上有數字地、類比地、電源地這種情況:
從這個圖可以看出:類比地和數字地是完全分開的,最後都單點接到了電源地,這樣可以防止地訊號的相互串擾而影響某些敏感元件,眾所周知 數字元件對幹擾的容忍度要強於類比元件,而數字地上的雜訊一般比較大所以將它們的地分開就可以降低這種影響了。還有單點接地的位置應該盡量靠近板子電源地的入口(起始位置),這樣利用電流總是按最短路徑流回的原理可將幹擾降到最小。
二、對於板子上只有數字地、電源地這種情況:
從此圖可以看出:只在電源地和數字地之間用一個0歐電阻或磁珠之類的單點接地就行了,同樣單點接地的位置應該盡量靠近板子電源地的入口(起始位置)。
三、將本人畫的pcb系統展示一下(屬於第二種情況):
1、地線分區
2、0歐電阻單點接地
3、板子正面圖
總結:本文圖解非常適合於單片機控制系統的pcb地線布局,其它系統也可參考!