Leiterplattentechnisch - Erdungsmodus in Multilayer PCB

Gemäß der Faustregel wird vierschichtige Platine normalerweise in hochdichten und hochfrequenten Gelegenheiten verwendet, die mehr als 20 dB besser als zweischichtige Platine in Bezug auf EMV ist. Unter der Bedingung einer vierlagigen Platine können oft eine komplette Bodenebene und eine komplette Energieebene verwendet werden. Unter dieser Bedingung ist es nur notwendig, den Erdungskabel der in mehrere Gruppen unterteilten Schaltung mit der Erdungsebene zu verbinden und das Arbeitsgeräusch auf besondere Weise zu behandeln.

Es gibt viele Möglichkeiten, den Erdungskabel jeder Schaltung mit der Erdungsebene zu verbinden, einschließlich:

Ein- und Mehrpunkt-Erdungsmodus

1. Einzelpunkt-Erdung: Die Massedrähte aller Schaltungen sind mit dem gleichen Punkt der Masseebene verbunden, die in Reihen-Einzelpunkt-Erdung und parallele Einzelpunkt-Erdung unterteilt ist.

2. Multipoint-Erdung: Die Erdungskabel aller Schaltungen werden in der Nähe geerdet. Die Erdungskabel sind sehr kurz und für die Hochfrequenzmerdeung geeignet.

3. Gemischte Erdung: Einzelpunkt-Erdung und Mehrpunkt-Erdung werden gemischt.

Zwischen Niederfrequenz, niedriger Leistung und derselben Stromversorgungsschicht ist die Einpunkt-Erdung Z, die normalerweise in analogen Schaltungen verwendet wird; Die Sternverbindung wird hier im Allgemeinen verwendet, um den möglichen Einfluss der Reihenimpedanz zu verringern, wie in der rechten Hälfte von Abbildung 8.1 gezeigt. Hochfrequente digitale Schaltungen müssen parallel geerdet werden. Hier kann es einfach durch das Bodenloch gehandhabt werden, wie in der linken Hälfte der Abbildung gezeigt; Im Allgemeinen verwenden alle Module umfassend zwei Erdungsverfahren, und das gemischte Erdungsverfahren wird verwendet, um die Verbindung zwischen dem Schaltungsdraht und der Erdungsebene abzuschließen.

Gemischter Erdungsmodus

Wenn die gesamte Ebene nicht als gemeinsamer Massedraht ausgewählt wird, wenn beispielsweise das Modul selbst zwei Massedrähte hat, muss die Masseebene geteilt werden, die oft mit der Leistungsebene interagiert. Beachten Sie folgende Grundsätze:

(1) Richten Sie jede Ebene aus, um die Überlappung zwischen irrelevanter Leistungsebene und Bodenebene zu vermeiden, andernfalls schlägt die Segmentierung der Bodenebene fehl und stört sich gegenseitig;

(2) Im Falle der Hochfrequenz erzeugt die parasitäre Kapazität zwischen Schichten durch die Leiterplatte Kopplung;

(3) Die Signallinien zwischen Erdungsebenen (wie digitale Erdungsebene und analoge Erdungsebene) sind durch Erdungsbrücke verbunden, und der Rückweg von Z wird durch das nächste Durchgangsloch konfiguriert.

(4) Vermeiden Sie es, hochfrequente Leitungen wie Taktleitung in der Nähe der isolierten Bodenebene zu nehmen, was zu unnötiger Strahlung führt.

(5) Der Schleifenbereich, der durch die Signalleitung und ihre Schleife gebildet wird, muss so klein wie möglich sein, was auch Schleife Z kleine Regel genannt wird; Je kleiner die Ringfläche, desto weniger externe Strahlung und desto weniger Störungen von außen. Bei der Segmentierung der Erdungsebene und der Signalführung sind die Verteilung der Erdungsebene und die wichtige Signalführung zu berücksichtigen, um Probleme zu vermeiden, die durch das Einschlitzen der Erdungsebene verursacht werden.

Die Verbindungsmethoden zwischen der Erde sind hier sortiert.

1. Gemeinsame Verdrahtungsverbindung der Leiterplatte zwischen Masse: Diese Methode kann eine zuverlässige niederohmige Leitung zwischen zwei Erddrähten gewährleisten, aber sie ist nur auf die Verbindung zwischen Mittel- und Niederfrequenzsignalschaltung und Masse beschränkt.

2. Große Widerstandsverbindung zwischen Masse: Die Eigenschaft des großen Widerstands ist, dass, sobald es eine Spannungsdifferenz an beiden Enden des Widerstands gibt, es einen sehr schwachen Leitungsstrom erzeugt. Nachdem die Ladung auf dem Erdungskabel entladen ist, wird die Spannungsdifferenz an beiden Enden von Z schließlich Null sein.

3. Kapazitätsverbindung zwischen Masse: Die Eigenschaften der Kapazität sind DC-Abschaltung und AC-Leitung, die auf schwimmendes Erdsystem angewendet wird.

4. Erdung zu Erdung magnetische Perlenverbindung: magnetische Perlen sind äquivalent zu einem Widerstand, der mit Frequenz variiert, der die Widerstandseigenschaften zeigt. Es wird zwischen Masse und Masse des schwachen Signals mit schneller kleiner Stromfluktuation angewendet.

5. Induktivitätsverbindung zwischen Masse: Die Induktivität hat die Eigenschaften, die Änderung des Schaltungszustandes zurückzuhalten und kann Spitze schneiden und Tal füllen. Es wird normalerweise zwischen zwei Erdungen mit großer Stromfluktuation verwendet.

6. Kleine Widerstandsverbindung zwischen Masse: der kleine Widerstand erhöht eine Dämpfung und behindert das Überschreiten der schnellen Änderung des Massestroms; Wenn sich der Strom ändert, verlangsamt sich die steigende Kante des Impulsstroms.