Mikrowellen-Technik - Erdungsdraht Design der Leiterplatte

In elektronischen Geräten ist Erdung eine wichtige Methode zur Kontrolle von Störungen. Wenn Erdung und Abschirmung richtig kombiniert und verwendet werden können, können die meisten Störprobleme gelöst werden. Die Bodenstruktur elektronischer Geräte umfasst grob Systemmasse, Chassis-Masse (Schildmasse), digitale Masse (logische Masse) und analoge Masse.

Bei der Konstruktion des Erdungskabels der Leiterplatte, Die Erdungstechnik wird sowohl auf die Mehrschichtige Leiterplatte und die einlagige Leiterplatte. Das Ziel der Erdungstechnik ist es, die Erdungsimpedanz zu minimieren, und damit das Potential der Masseschleife von der Schaltung zurück zur Stromversorgung zu reduzieren.

(1) Correctly choose single-point grounding and multi-point grounding
In the low-frequency circuit, Die Arbeitsfrequenz des Signals ist kleiner als 1MHz, Die Verdrahtung und die Induktivität zwischen den Geräten haben wenig Einfluss, und der durch den Erdungskreislauf gebildete Umwälzstrom hat einen größeren Einfluss auf die Störung, so sollte ein Punkt Erdung angenommen werden. Wenn die Signalbetriebsfrequenz größer als 10MHz ist, die Impedanz des Erdungskabels wird sehr groß. Zur Zeit, Die Impedanz des Massedrahts sollte so weit wie möglich reduziert werden, und die nächsten mehrere Punkte sollten für die Erdung verwendet werden. Wenn die Betriebsfrequenz 1~10MHz ist, bei Verwendung einer Ein-Punkt-Erdung, Die Länge des Erdungskabels sollte 1 nicht überschreiten/20 der Wellenlänge, ansonsten sollte das Mehrpunkterdungsverfahren verwendet werden. Die Hochfrequenzschaltung sollte an mehreren Punkten in Reihe geerdet werden, Der Erdungsdraht sollte kurz und dick sein, und eine gitterartige großflächige Erdungskupferfolie sollte möglichst um das Hochfrequenzkomponent herum angeordnet werden.

(2) Separate the digital circuit from the analog circuit
There are both high-speed logic circuits and linear circuits on the circuit board. Sie sollten so weit wie möglich getrennt werden, und die Erdungsdrähte der beiden sollten nicht gemischt werden, und sie sollten mit den Erdungskabeln des Stromversorgungsanschlusses verbunden werden. Versuchen Sie, die Erdungsfläche der Linearschaltung so weit wie möglich zu erhöhen.

(3) Thicken the ground wire as much as possible
If the ground wire is very thin, Das Bodenpotential ändert sich mit der aktuellen Änderung, Verursachung der Zeitsignalpegel des elektronischen Geräts instabil zu sein und die Geräuschschutzleistung zu verschlechtern. Daher, Der Massedraht sollte so dick wie möglich sein, damit er dreimal den zulässigen Strom des Leiterplatte. Wenn möglich, Die Breite des Erdungsdrahts sollte größer als 3mm sein.

(4) Form the ground wire into a closed loop
When designing the ground wire system of the Leiterplatte Bestehend nur aus digitalen Schaltungen, Die Herstellung des Erdungsdrahts in eine geschlossene Schleife kann die Anti-Rausch-Fähigkeit erheblich verbessern. Der Grund ist, dass es viele integrierte Schaltungskomponenten auf der Leiterplatte, besonders wenn es Komponenten gibt, die mehr Strom verbrauchen, aufgrund der Begrenzung der Dicke des Erdungsdrahtes, eine große Potentialdifferenz wird an der Erdverbindung erzeugt, die dazu führen wird, dass die Anti-Lärm-Fähigkeit abnimmt, Wenn die Erdungsstruktur zu einer Schleife geformt wird, wird der potenzielle Unterschied verringert und die Anti-Lärm-Fähigkeit von elektronischen Geräten verbessert werden.

(5) Bei der Annahme des mehrschichtigen Leiterplattendesigns kann eine der Schichten als "alle Erdungsebene" verwendet werden, die die Erdungsimpedanz verringern und gleichzeitig eine Abschirmrolle spielen kann. Oft legen wir einen breiten Massedraht um die Leiterplatte, der ebenfalls die gleiche Rolle spielt.

(6) Ground wire of einlagige Leiterplatte
In a single-layer (single-sided) PCB, Die Breite des Erdungsdrahts sollte so breit wie möglich sein, und sollte mindestens 1 sein.5mm (60mil). Da Sternverdrahtung nicht auf einem einlagige Leiterplatte, Die Änderung der Jumper- und Massedrahtbreite sollte auf ein Minimum reduziert werden, Andernfalls wird es Änderungen in der Leitungsimpedanz und Induktivität verursachen.

(7) Ground wire of Doppelschicht PCB
In double-layer (double-sided) PCBs, Bodengitter/Dot Matrix Verdrahtung wird bevorzugt für digitale Schaltungen. Diese Verdrahtungsmethode kann die Erdungsimpedanz reduzieren, Erdschleifen, und Signalschleifen. Wie in einem einlagige Leiterplatte, die Breite der Erd- und Stromleitungen sollte mindestens 1 betragen.5mm.

Ein anderes Layout besteht darin, die Erdungsebene auf einer Seite und die Signal- und Stromleitungen auf der anderen Seite zu platzieren. In dieser Anordnung werden die Masseschleife und Impedanz weiter reduziert. Zu diesem Zeitpunkt kann der Entkopplungskondensator so nah wie möglich zwischen der IC-Stromversorgungsleitung und der Masseebene platziert werden.

(8) PCB capacitance
On a multilayer board, Die PCB-Kapazität wird durch die dünne Isolierschicht erzeugt, die die Leistungsebene und die Masse trennt. Auf einer einlagigen Platte, Die parallele Anordnung von Stromleitungen und Erdungsleitungen wird auch diesen kapazitiven Effekt haben. Ein Vorteil des Leiterplattenkondensators ist, dass er einen sehr hohen Frequenzgang und eine niedrige Serieninduktivität aufweist, die gleichmäßig über die gesamte Oberfläche oder die gesamte Leitung verteilt ist.. Es entspricht einem Entkopplungskondensator, der gleichmäßig über die gesamte Platine verteilt ist.. Keine einzelne diskrete Komponente hat diese Eigenschaft.

((9)) Hochgeschwindigkeitsstrecke und Low-Speed-Schaltung

Hochgeschwindigkeitsstreckes und Komponenten sollten näher an der Bodenebene platziert werden, Schaltkreise und Komponenten mit niedriger Geschwindigkeit sollten näher an der Leistungsebene platziert werden.

(10) Copper filling of ground
In some analog circuits, Der ungenutzte Leiterplattenbereich wird durch eine große Masseebene abgedeckt, um Abschirmung zu bieten und die Entkopplungsfähigkeit zu erhöhen. But if this copper area is suspended (for example, it is not connected to the ground), dann kann es sich wie eine Antenne verhalten und elektromagnetische Kompatibilitätsprobleme verursachen.

(11) Ground plane and power plane in Mehrschichtige Leiterplatte
In einer mehrschichtigen Leiterplatte, Es wird empfohlen, die Leistungsebene und die Masseebene so nah wie möglich an benachbarten Schichten zu platzieren, um eine große PCB-Kapazität auf der gesamten Platine zu erzeugen. Die schnellsten kritischen Signale sollten nah an einer Seite der Bodenebene sein, und nicht kritische Signale sollten in der Nähe der Leistungsebene platziert werden.

(12) Power requirements
When the circuit requires more than one power supply, Verwenden Sie Erdung, um jedes Netzteil zu trennen. Aber es ist unmöglich, mehrere Punkte in einem einlagige Leiterplatte. Eine Lösung besteht darin, Netzkabel und Erdungskabel von einem Netzteil von anderen Netzkabeln und Erdungskabeln zu trennen., was auch hilft, Geräuschkopplung zwischen Netzteilen zu vermeiden.