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1. Définition de la ligne de terre
Qu'est - ce que la ligne de sol dans la conception de la mise en page PCB? La définition de la ligne de terre que tout le monde apprend dans un manuel est la suivante: la ligne de terre est un corps équipotentiel qui sert de point de référence pour le potentiel d'un circuit électrique. Cette définition ne correspond pas à la réalité. Le potentiel sur la ligne de masse réelle n'est pas constant. Si vous utilisez un compteur électrique pour mesurer le potentiel entre les points de la ligne de terre, vous constaterez que le potentiel peut varier considérablement d'un point à l'autre de la ligne de terre. Ce sont ces différences de potentiel qui provoquent un fonctionnement anormal du circuit. La définition d'un circuit en tant qu'isopotentiomère est simplement ce que l'on attend du potentiel de la terre. Henry a donné une définition plus réaliste de la ligne de terre. Il a défini la ligne de masse comme un chemin de faible impédance qui permet au signal de revenir à la source. Cette définition met en évidence le courant dans le fil de terre. Selon cette définition, il est facile de comprendre la cause de la différence de potentiel de la ligne de masse. Parce que l'impédance de la ligne de masse n'est jamais nulle, une chute de tension se produit lorsque le courant traverse une impédance finie. Nous devrions donc imaginer le potentiel électrique sur la ligne de terre comme des vagues dans la mer, les unes après les autres.
2. Impédance du fil de terre
En ce qui concerne la différence de potentiel entre les points de la ligne de terre causée par l'impédance de la ligne de terre, ce qui entraîne une défaillance du circuit, beaucoup de gens trouvent cela inconcevable: lorsque nous mesurons la résistance de la ligne de terre avec un ohmmètre, la résistance de la ligne de terre est généralement Au niveau du milliohm. Comment une telle chute de tension peut - elle se produire lorsque le courant circule à travers une si petite résistance, provoquant un fonctionnement anormal du circuit?
3. Mécanisme de perturbation du sol
3.1 interférence de co - Impédance lorsque deux circuits partagent une section de ligne de masse, le potentiel de masse d'un circuit est modulé par le courant de fonctionnement de l'autre en raison de l'impédance de la ligne de masse. Un signal dans un tel circuit sera couplé à un autre circuit, ce couplage étant appelé couplage d'impédance commun.
Dans les circuits numériques, la ligne de masse présente généralement une impédance importante en raison de la fréquence plus élevée du signal. A ce stade, s'il y a différents circuits qui se partagent une section, le problème du couplage co - Impédance peut se poser
4. Contre - mesures contre les perturbations au sol
4.1 Dans la disposition de conception de PCB, les contre - mesures de la boucle de terre peuvent être vues à partir du mécanisme d'interférence de la boucle de terre, il suffit de réduire le courant dans la boucle de terre pour réduire l'interférence de la boucle de terre. Si l'on peut éliminer complètement le courant dans la boucle de mise à la terre, le problème des interférences de la boucle de mise à la terre peut être complètement résolu. Nous proposons donc les solutions suivantes pour les interférences de boucle de terre.
A. faites flotter l'équipement à une extrémité. Si le circuit à une extrémité est flottant, la boucle de terre sera coupée, de sorte que le courant de boucle de terre peut être éliminé. Mais il y a deux problèmes à noter. L'un est que les circuits ne sont généralement pas autorisés à flotter pour des raisons de sécurité. À ce stade, pensez à mettre l'appareil à la terre via un inducteur. De cette façon, l'impédance de masse est faible pour un dispositif à courant alternatif de 50 Hz, tandis que l'impédance de masse du dispositif est plus importante pour des signaux parasites de fréquence plus élevée, ce qui réduit le courant de boucle de masse. Mais cela ne peut que réduire l'interférence de la boucle de terre par les interférences à haute fréquence. Un autre problème est que, bien que le dispositif soit flottant, il subsiste une capacité parasite entre le dispositif et la masse. Cette capacité fournira une impédance plus faible à des fréquences plus élevées, de sorte qu'elle ne peut pas réduire efficacement le courant de boucle de masse haute fréquence.
B. utilisez un transformateur pour réaliser la connexion entre les appareils. Utilisez un circuit magnétique pour connecter les deux appareils pour couper le courant de la boucle de terre. Mais il est à noter que la capacité parasite entre le transformateur primaire et le transformateur secondaire peut encore fournir un chemin pour le courant de boucle de masse haute fréquence, de sorte que la méthode d'isolation du transformateur est moins efficace pour inhiber le courant de boucle de masse haute fréquence. Une façon d'améliorer l'effet d'isolation haute fréquence d'un transformateur consiste à installer un blindage entre le primaire et le secondaire du transformateur. Mais il faut noter que l'extrémité de masse du blindage isolant du transformateur doit être à une extrémité du circuit de réception. Sinon, non seulement l'effet d'isolation haute fréquence n'est pas amélioré, mais le couplage haute fréquence peut être aggravé. Le transformateur doit donc être installé sur un côté du dispositif de réception du signal. Un transformateur bien blindé permet une isolation efficace aux fréquences inférieures à 1 MHz.
C. une autre façon d'utiliser un isolateur optique pour couper la boucle de terre est d'utiliser la lumière pour réaliser la transmission du signal. C'est sans doute le moyen le plus idéal de résoudre le problème des interférences de la boucle de terre. Il existe deux méthodes de connexion optique, l'une est un dispositif de couplage optique et l'autre est une connexion à une fibre optique. La capacité parasite du photocouplage est typiquement de 2 PF, ce qui permet une bonne isolation à très haute fréquence. Les fibres optiques ont peu de capacité parasite, mais ne sont pas aussi performantes que les dispositifs de couplage optique en termes d'installation, de maintenance et de coût.
D. l'utilisation d'une Self de mode commun sur le câble de connexion équivaut à augmenter l'impédance de la boucle de terre, de sorte que sous une certaine tension de terre, la boucle de terre
Le courant du circuit va diminuer. Mais faites attention à la capacité parasite qui contrôle la Self de mode commun, sinon l'effet d'isolation des interférences à haute fréquence est mauvais. Plus le nombre de selfs de mode commun est grand, plus la capacité parasite est grande et moins l'effet d'isolation haute fréquence est bon.
4.2 Élimination du couplage en co - Impédance il existe deux méthodes d'élimination du couplage en co - Impédance. L'une consiste à réduire l'impédance de la ligne de masse commune de sorte que la tension sur la ligne de masse commune diminue également, contrôlant ainsi le couplage d'impédance commun. Une autre méthode consiste à éviter les lignes de masse communes des circuits susceptibles de s'interférer les unes avec les autres par une mise à la terre appropriée. Les lignes de masse communes pour les circuits à courant fort et faible doivent généralement être évitées, ainsi que les lignes de masse communes pour les circuits numériques et analogiques. Comme mentionné précédemment, le problème central de la réduction de l'impédance de la ligne de masse est de réduire l'inductance de la ligne de masse. Cela inclut l'utilisation de conducteurs plats comme lignes de masse et l'utilisation de plusieurs conducteurs parallèles distants comme lignes de masse. Pour une carte de circuit imprimé, la pose d'une grille de ligne de terre sur une carte à double couche peut réduire efficacement l'impédance de la ligne de terre. Dans une carte multicouche, une couche spéciale d'impédance de ligne de masse est petite, mais augmentera la résistance de la carte PCB. Coût La méthode de mise à la terre pour éviter la co - Impédance par des moyens de mise à la terre appropriés est une mise à la terre à point unique en parallèle. L'inconvénient de la mise à la terre parallèle est qu'il y a trop de lignes de terre. Ainsi, en pratique, tous les circuits ne doivent pas nécessairement être connectés en parallèle avec un point de masse unique. Pour les circuits qui interfèrent moins les uns avec les autres, il est possible d'utiliser un point de masse unique en série. Par example, il est possible de classer les circuits en fonction de signaux forts, faibles, analogiques, numériques, etc., puis d'utiliser des points de masse uniques en série dans des circuits similaires et des points de masse uniques en parallèle pour différents types de circuits.
