Tecnología de microondas - Diseño del cable de tierra de la placa de PCB

En los equipos electrónicos, la puesta a tierra es un método importante para controlar la interferencia. Si la puesta a tierra y el blindaje se pueden combinar correctamente, se pueden resolver la mayoría de los problemas de interferencia. La estructura de puesta a tierra de los equipos electrónicos incluye aproximadamente la puesta a tierra del sistema, la puesta a tierra del Gabinete (puesta a tierra blindada), la puesta a tierra digital (puesta a tierra lógica) y la puesta a tierra analógica.

En el diseño del cable de tierra de la placa de pcb, tanto los PCB de varias capas como los PCB de una sola capa adoptan la tecnología de tierra. El objetivo de la tecnología de puesta a tierra es minimizar la resistencia a la puesta a tierra, reduciendo así el potencial del Circuito de puesta a tierra que regresa del circuito a la fuente de alimentación.

(1) elija correctamente la puesta a tierra de un solo punto y la puesta a tierra de varios puntos en circuitos de baja frecuencia, la frecuencia de funcionamiento de la señal es inferior a 1 mhz, su cableado y la inducción entre los dispositivos tienen poco impacto, y la circulación formada por el circuito de puesta a tierra tiene un mayor impacto en la interferencia, por lo que se debe utilizar un punto a tierra. Cuando la frecuencia de funcionamiento de la señal es superior a 10 mhz, la resistencia del suelo se vuelve muy grande. en este momento, la resistencia del suelo debe reducirse en la medida de lo posible y se debe utilizar el punto múltiple más cercano para la puesta a tierra. Cuando la frecuencia de funcionamiento es de 1 a 10 mhz, si se utiliza un punto de puesta a tierra, la longitud del cable de tierra no debe exceder de 1 / 20 de la longitud de onda, de lo contrario se debe utilizar el método de puesta a tierra multipunto. Los circuitos de alta frecuencia deben estar conectados a tierra en serie en varios puntos, los cables de tierra deben ser cortos y gruesos, y las láminas de cobre de puesta a tierra en forma de cuadrícula y grandes áreas deben estar dispuestas alrededor de los elementos de alta frecuencia en la medida de lo posible.

(2) hay tanto circuitos lógicos de alta velocidad como circuitos lineales en la placa de circuito que separa el circuito digital del circuito analógico. Deben estar lo más separados posible, los cables de tierra de los dos no deben mezclarse y deben estar conectados a los cables de tierra de los terminales de alimentación. Trate de aumentar el área de tierra del circuito lineal.

(3) engrosar el cable de tierra tanto como sea posible si el cable de tierra es muy fino, el potencial de tierra cambiará con el cambio de corriente, lo que dará lugar a un nivel de señal de tiempo inestable y una disminución del rendimiento antiruido del equipo electrónico. Por lo tanto, el cable de tierra debe ser lo más grueso posible para que pueda permitir el triple de la corriente eléctrica a través de la placa de circuito impreso. Si es posible, el ancho del cable de tierra debe ser superior a 3 mm.

(4) la formación de un circuito cerrado de la línea de tierra puede mejorar significativamente la resistencia al ruido al diseñar un sistema de línea de tierra de una placa de circuito impreso compuesta solo por circuitos digitales, de modo que la formación de un circuito cerrado de la línea de tierra puede mejorar significativamente la resistencia al ruido. La razón es que hay muchos componentes de circuitos integrados en la placa de circuito impreso, especialmente cuando hay componentes que consumen mucha energía, debido a la limitación del espesor del cable de tierra, la Unión a tierra genera una gran diferencia de potencial eléctrico, lo que resulta en una disminución de la resistencia al ruido. si la estructura a tierra forma un circuito, La diferencia de potencial eléctrico se reduce y la resistencia al ruido del dispositivo electrónico se mejora.

(5) cuando se utiliza un diseño de placa de circuito multicapa, una de las capas puede servir como un "plano de tierra completo", lo que puede reducir la resistencia a la tierra y, al mismo tiempo, desempeñar un papel de blindaje. A menudo colocamos un amplio cable de tierra alrededor de la placa de circuito impreso, lo que también desempeña el mismo papel.

(6) el cable de tierra del PCB de una sola capa está en el PCB de una sola capa (unilateral), y el ancho del cable de tierra debe ser lo más ancho posible, y debe ser de al menos 1,5 mm (60 mils). Debido a que el cableado en forma de estrella no se puede lograr en un solo pcb, los cambios en el ancho del saltador y el suelo deben mantenerse al mínimo, de lo contrario se producirán cambios en la resistencia de la línea y la inducción.

(7) el cable de tierra del PCB de doble capa está en el PCB de doble capa (doble cara), y el circuito digital prefiere el cableado de red de tierra / matriz de puntos. Este método de cableado puede reducir la resistencia a la tierra, los circuitos de tierra y los circuitos de señal. Al igual que los PCB de una sola capa, el ancho del cable de tierra y el cable de alimentación debe ser de al menos 1,5 mm.

Otro diseño es colocar el plano de tierra en un lado y el cable de señal y el cable de alimentación en el otro lado. En esta disposición, el circuito de tierra y la resistencia se reducirán aún más. En este momento, el capacitor de desacoplamiento se puede colocar lo más cerca posible entre el cable de alimentación IC y el plano de tierra.

(8) los condensadores de PCB están en placas multicapa, y los condensadores de PCB son producidos por una fina capa aislante que separa el plano de la fuente de alimentación del suelo. En una sola placa, la disposición paralela de los cables de alimentación y los cables de tierra también producirá este efecto capacitivo. Una de las ventajas de los condensadores de PCB es que tienen una respuesta de frecuencia muy alta e inductores de baja serie distribuidos uniformemente en toda la superficie o en toda la línea. Es equivalente a un condensadores de desacoplamiento distribuidos uniformemente en toda la placa de circuito. Ningún componente separado tiene esta función.

(9) circuitos de alta velocidad y circuitos de baja velocidad

Los circuitos y componentes de alta velocidad deben colocarse más cerca del plano del suelo, y los circuitos y componentes de baja velocidad deben colocarse más cerca del plano de la fuente de alimentación.

(10) el cobre fundamentado se llena en algunos circuitos analógicos, y el área de la placa de circuito no utilizada está cubierta por un gran plano de tierra para proporcionar blindaje y aumentar la capacidad de desacoplamiento. Sin embargo, si esta zona de cobre está suspendida (por ejemplo, no está conectada al suelo), puede funcionar como una antena y causar problemas de compatibilidad electromagnética.

(11) el plano de puesta a tierra y el plano de puesta a tierra en el PCB multicapa se encuentran en el PCB multicapa, y se recomienda colocar el plano de puesta a tierra y el plano de puesta a tierra lo más cerca posible de las capas adyacentes para generar grandes condensadores de PCB en toda la placa. La señal crítica más rápida debe estar cerca del lado del plano de tierra, mientras que la señal no crítica debe colocarse cerca del plano de la fuente de alimentación.

(12) la fuente de alimentación requiere que cuando el circuito necesita varias fuentes de alimentación, cada fuente de alimentación esté separada por tierra. Pero es imposible conectar varios puntos a tierra en un solo pcb. Una solución es separar el cable de alimentación y el cable de tierra de una fuente de alimentación de otros cables de alimentación y el cable de tierra, lo que también ayuda a evitar el acoplamiento acústico entre fuentes de alimentación.