Tecnología de PCB - Puesta a tierra de un solo punto y multipunto en el diseño de PCB

La puesta a tierra de un solo punto significa que solo un punto físico en todo el sistema de circuito se define como un punto de referencia de puesta a tierra, y todos los demás puntos que requieren puesta a tierra están conectados directamente a este punto. En los circuitos de baja frecuencia, no habrá mucho impacto entre el cableado y los componentes. Por lo general, los circuitos con una frecuencia inferior a 1 MHz deben estar conectados a tierra en un punto.

Gnd es la abreviatura de terminal de tierra de alambre. Indica la línea de tierra o la línea 0.

Gnd (tierra) en el diagrama de circuito y la placa de circuito indica el cable de tierra o el cable 0. Gnd significa terminal público o tierra, pero esta tierra no es realmente tierra. Es el suelo asumido por la aplicación y, para la fuente de alimentación, es el negativo de la fuente de alimentación. Es diferente de la tierra. A veces necesita conectarse a la tierra y a veces no, dependiendo de las circunstancias.

El lugar de señal del dispositivo puede ser un punto o un metal en el dispositivo como punto de referencia del lugar de señal, proporcionando un potencial de referencia público para todas las señales en el dispositivo.

La puesta a tierra de un solo punto puede mejorar significativamente la calidad de la señal y la capacidad anti - interferencia del sistema. Su papel se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

Reducción de ruido: al separar diferentes señales de tierra, se puede reducir el impacto de la interferencia de alta frecuencia en las señales de baja frecuencia.

Mejorar la transmisión de la señal: en los circuitos de alta velocidad, la puesta a tierra de un solo punto puede garantizar que la ruta de retorno de la señal sea clara, reduciendo así el retraso y la distorsión de la señal.

Promover la optimización del diseño: el diseño de puesta a tierra de un solo punto proporciona flexibilidad para el diseño de pcb, especialmente en circuitos complejos, que pueden controlar mejor las rutas de puesta a tierra y simplificar el diseño del diseño.

La puesta a tierra multipunto se refiere a la conexión directa de cada punto de puesta a tierra en un dispositivo electrónico a su plano de puesta a tierra más cercano (es decir, la placa inferior metálica del dispositivo). En los circuitos de alta frecuencia, la influencia de los condensadores parasitarios y los inductores es mayor. Por lo general, los circuitos con una frecuencia superior a 10 MHz suelen estar conectados a tierra multipunto.

¿¿ conoces la puesta a tierra de un solo punto, la puesta a tierra multipunto, la puesta a tierra flotante y mixta en el diseño y diseño de pcb?

Flotación, es decir, el cable de tierra del Circuito está conectado a tierra sin conductor. Puesta a tierra virtual: punto sin puesta a tierra pero con el mismo potencial de tierra.

La ventaja es que el circuito no se ve afectado por las características geoeléctricas. El suelo flotante puede hacer que la resistencia de aislamiento entre el suelo de la fuente de alimentación (suelo eléctrico fuerte) y el suelo de la señal (suelo eléctrico débil) sea muy grande, por lo que puede evitar interferencias electromagnéticas causadas por el acoplamiento del Circuito de resistencia pública al suelo.

La desventaja es que el circuito es vulnerable a los condensadores parasitarios, lo que puede causar cambios en el potencial de tierra del circuito y aumentar la interferencia inductiva en el circuito analógico.

La "tierra" es un concepto muy importante en la tecnología electrónica. Debido a que la "tierra" tiene muchas clasificaciones y funciones, es fácil confundirse, así que resumimos el concepto de "tierra".

La "puesta a tierra" incluye la puesta a tierra de señales en el interior del equipo y la puesta a tierra del equipo. Los dos tienen diferentes conceptos y propósitos. La definición clásica de "puesta a tierra" es "un punto o plano equipotential utilizado como referencia para un circuito o sistema"

Uno: la señal "tierra", también conocida como "tierra" de referencia, es el punto de referencia del potencial cero y el extremo común del Circuito de señal.

(1) puesta a tierra de corriente continua: circuito de corriente continua "puesta a tierra", punto de referencia de potencial cero.

(2) puesta a tierra de ca: línea neutral de la fuente de alimentación de ca. Debe distinguirse del suelo.

(3) puesta a tierra de la fuente de alimentación: punto de referencia de potencial cero para equipos de red de alta corriente y equipos de amplificador de potencia.

(4) suelo analógico: punto de referencia de potencial cero del amplificador, soporte de muestreo, convertidor A / D y comparador.

(5) digital: también conocido como lógico, es el punto de referencia de potencial cero del circuito digital.

(6) "puesta a tierra térmica": la fuente de alimentación del interruptor no requiere el uso de transformadores de frecuencia de potencia, y la "puesta a tierra" de su circuito de conmutación está relacionada con la red eléctrica municipal, es decir, el llamado "cable de tierra térmica", es decir, cargado.

(7) "puesta a tierra en frío": porque el transformador de alta frecuencia de la fuente de alimentación del interruptor aísla la entrada y la salida; Debido a que su circuito de retroalimentación a menudo utiliza acopladores fotoeléctricos, no solo puede transmitir señales de retroalimentación, sino también aislar el "suelo" en ambos lados; Por lo tanto, el extremo de salida es el cable de tierra, conocido como el "cable de tierra frío", que no está cargado.

Señal de tierra

El lugar de señal del dispositivo puede ser un punto o un metal en el dispositivo como punto de referencia del lugar de señal, proporcionando un potencial de referencia público para todas las señales en el dispositivo.

Hay tierra de un solo punto, tierra de varios puntos, tierra flotante y tierra mixta. (aquí se introduce principalmente el suelo flotante) el suelo de un solo punto se refiere a que solo un punto físico en todo el sistema de circuito se define como un punto de referencia de tierra, y todos los demás puntos que requieren tierra están conectados directamente a este punto. En los circuitos de baja frecuencia, no habrá mucho impacto entre el cableado y los componentes. Por lo general, los circuitos con una frecuencia inferior a 1 MHz deben estar conectados a tierra en un punto. La puesta a tierra multipunto se refiere a la conexión directa de cada punto de puesta a tierra en un dispositivo electrónico a su plano de puesta a tierra más cercano (es decir, la placa inferior metálica del dispositivo). En los circuitos de alta frecuencia, la influencia de los condensadores parasitarios y los inductores es mayor. Circuitos con una frecuencia habitual superior a 10 mhz, que se utilizan con frecuencia

Puesta a tierra multipunto. Flotación, es decir, el cable de tierra del Circuito está conectado a tierra sin conductor. - puesta a tierra virtual: punto sin puesta a tierra pero con el mismo potencial de puesta a tierra. La ventaja es que el circuito no se ve afectado por las características geoeléctricas. El suelo flotante puede hacer que la resistencia de aislamiento entre el suelo de la fuente de alimentación (suelo eléctrico fuerte) y el suelo de la señal (suelo eléctrico débil) sea muy grande, por lo que puede evitar interferencias electromagnéticas causadas por el acoplamiento del Circuito de resistencia pública al suelo. La desventaja es que el circuito es vulnerable a los condensadores parasitarios, lo que puede causar cambios en el potencial de tierra del circuito y aumentar la interferencia inductiva en el circuito analógico. Un compromiso es conectar una gran resistencia de descarga entre el suelo flotante y el suelo público para liberar la carga acumulada. preste atención al control de la resistencia de la resistencia de descarga, que puede afectar la calificación de la corriente de fuga del equipo.

Aplicación de la tecnología flotante

Separar la puesta a tierra de la fuente de alimentación de ca de la puesta a tierra de la fuente de alimentación de corriente continua

Por lo general, el cable neutro de la fuente de alimentación de CA está conectado a tierra. Sin embargo, debido a la resistencia a tierra y la corriente que fluye a través de ella, el potencial de línea cero de la fuente de alimentación no es el potencial cero del suelo. Además, a menudo hay muchas interferencias en la línea neutral de la fuente de alimentación de ca. Si la puesta a tierra de la fuente de alimentación de CA no está separada de la puesta a tierra de la fuente de alimentación de corriente continua, afectará el funcionamiento normal de la fuente de alimentación de corriente continua y los circuitos de corriente continua posteriores. Por lo tanto, el uso de una tecnología flotante que separa el suelo de la fuente de alimentación de CA del suelo de la fuente de alimentación de corriente continua puede aislar la interferencia del suelo de la fuente de alimentación de corriente alterna.

Tecnología de flotación del amplificador

Para los amplificadores, especialmente las pequeñas señales de entrada y los amplificadores de alta ganancia, cualquier pequeña señal de interferencia en la entrada puede causar una operación Anormal. Por lo tanto, el uso de la tecnología flotante del amplificador puede evitar la entrada de señales de interferencia y mejorar la compatibilidad electromagnética del amplificador.

C precauciones del proceso flotante

1) aumentar al máximo la resistencia de aislamiento del sistema flotante al suelo para ayudar a reducir la corriente de interferencia de modo común que entra en el sistema flotante.

2) los fabricantes de PCB deben prestar atención a los condensadores parasitarios del sistema flotante al suelo. Las señales de interferencia de alta frecuencia todavía pueden acoplarse al sistema flotante a través de condensadores parasitarios.

3) la tecnología flotante debe combinarse con tecnologías de compatibilidad electromagnética como el blindaje y el aislamiento para lograr mejores resultados esperados.

4) al utilizar la tecnología flotante, se debe prestar atención a los peligros de los contraataques de electricidad estática y tensión para el equipo y el personal.

Cómo elegir el punto de tierra adecuado en el diseño de la placa de circuito impreso.

1. principio de selección del lugar de aterrizaje

La selección de puntos de puesta a tierra se divide principalmente en puntos de puesta a tierra de un solo punto y puntos de puesta a tierra de varios puntos. En los circuitos de baja frecuencia, debido al débil efecto inductor, generalmente se recomienda el uso de un solo punto de tierra para reducir el ruido causado por el circuito de tierra. En los circuitos de alta frecuencia, la resistencia a la tierra se vuelve muy importante, y en este momento se debe utilizar el método de puesta a tierra multipunto para reducir la resistencia a la tierra.

2. puesta a tierra de un solo punto y puesta a tierra de varios puntos

El método de puesta a tierra de un solo punto es adecuado para circuitos con una frecuencia de funcionamiento de la señal inferior a 1 mhz. en este caso, la corriente del Circuito de puesta a tierra tiene un mayor impacto en la interferencia, por lo que solo se puede elegir un punto de puesta a tierra.

A una frecuencia de señal superior a 10 mhz, se deben seleccionar varios puntos de tierra para garantizar la integridad de la señal. Controlar la combinación de puntos de tierra de circuitos digitales y lineales de alta velocidad para garantizar que estén conectados al lado de la fuente de alimentación por separado puede mejorar efectivamente la resistencia al ruido del circuito.

3. diseño del cable de tierra

El diseño del cable de tierra también tiene mucho que ver con el rendimiento del circuito. El cable de tierra debe ser lo más grueso posible para que pueda pasar por el circuito tres veces el valor de la corriente permitida, y el ancho del cable de tierra debe ser generalmente superior a 3 mm. Si el cable de tierra es demasiado fino, puede causar inestabilidad en el nivel de señal y disminución de la resistencia al ruido.

4. importancia del diseño del circuito

En una placa de circuito impreso compuesta solo por circuitos digitales, para mejorar la resistencia al ruido, el diseño del cable de tierra como una ruta de anillo muerto puede reducir efectivamente la diferencia de potencial y, por lo tanto, mejorar la consistencia de la corriente.

5. líneas de alta densidad y tecnología microporosa

Con la versatilidad de los productos electrónicos, la distancia de contacto se reduce gradualmente, la velocidad de transmisión de la señal aumenta, la densidad de cableado entre puntos y la longitud de posicionamiento aumentan, y los requisitos para el uso de configuraciones de línea de alta densidad y tecnología microporosa en PCB también aumentan. Estos factores hacen que las placas de circuito impreso multicapa sean más comunes, mejorando así el rendimiento general del circuito.