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Scheda PCB altro metodo di progettazione del metodo di messa a terra
Prima, abbiamo parlato del metodo di progettazione di messa a terra a punto singolo del PCB. Come suggerisce il nome, ci sono più punti quando c'è un singolo punto, o altri metodi di messa a terra. Di seguito continueremo a parlare dei metodi di progettazione di messa a terra multi-punto, messa a terra mista o selettiva e messa a terra digitale dei circuiti stampati PCB.
A. Tecnologia di messa a terra a più punti
Al fine di ridurre al minimo l'impedenza di messa a terra dei PCB ad alta frequenza, più punti di connessione sono generalmente utilizzati per la messa a terra del telaio e collegati a un punto di riferimento comune. Il motivo per cui la messa a terra multi-punto può ridurre l'impedenza del percorso di ritorno della corrente RF è perché ci sono molti percorsi a bassa impedenza in parallelo. L'impedenza del piano basso è dovuta principalmente alle caratteristiche di bassa induttanza dell'alimentazione elettrica e del piano di terra o all'aggiunta di una connessione a terra a bassa impedenza nel punto di riferimento di base.
Quando si utilizza un piano di terra a bassa impedenza in un PCB multistrato, o si utilizza un cavo di terra di base tra il PCB e il telaio metallico, proprio come una terra a singolo punto, la traccia dovrebbe essere il più breve possibile per ridurre al minimo l'induttanza di piombo. Nel circuito stampato VHF, la lunghezza del cavo di terra deve essere molto inferiore a 1in. Nei circuiti a bassa frequenza, poiché le correnti di terra di tutti i circuiti scorrono attraverso un'impedenza di terra comune o un piano di terra, la messa a terra multipunto dovrebbe essere evitata. L'impedenza comune di questo piano di terra può essere ridotta utilizzando diversi processi di galvanizzazione sulla superficie del materiale. Aumentare lo spessore di questa piastra è inutile per ridurne l'impedenza, perché la corrente di radiofrequenza scorre solo attraverso la sua superficie.
La prassi abituale è che per i circuiti a bassa frequenza inferiori a 1 MHz, è preferibile la messa a terra a punto singolo. Supponendo che il segnale sia un segnale con un lungo bordo ascendente e una bassa frequenza, la frequenza è compresa tra 1M Hz e 10 MHz. In questo momento, solo quando la lunghezza del piombo di massa o della traccia più lunga è inferiore a 1/20 della lunghezza d'onda, può essere utilizzata la messa a terra a punto singolo e la lunghezza di ogni traccia dovrebbe essere presa in considerazione.
Nel circuito della scheda PCB VHF, la lunghezza del cavo di messa a terra del componente dovrebbe essere il più breve possibile. Tracce inferiori a 0,005mm aggiungono induttanza al circuito circa 15-20nH per pollice (a seconda della lunghezza della linea).
B. Messa a terra mista o selettiva
La struttura mista di messa a terra è un ibrido e una combinazione di messa a terra a punto singolo e messa a terra a più punti. Questa struttura è spesso utilizzata quando ci sono frequenze miste ad alta e bassa frequenza nel PCB. La figura seguente fornisce due metodi di messa a terra misti. Per i circuiti accoppiati capacitivamente, una struttura di messa a terra a punto singolo è presente alle basse frequenze e uno stato di messa a terra multipunto è presente alle alte frequenze. Questo perché il condensatore shunta la corrente RF ad alta frequenza a terra. La chiave per il successo di questo metodo è conoscere la frequenza utilizzata e il flusso di corrente a terra previsto.
L'uso della capacità e dell'induttanza nella topologia del suolo ci permette di controllare la corrente RF in un design ottimizzato. Determinando il percorso attraverso il quale passa la corrente di radiofrequenza, il layout del PCB può essere controllato. La mancanza di conoscenza dei circuiti di corrente RF può portare a problemi di radiazione o sensibilità.
sei. Circuito digitale a terra
Scheda a dita d'oro PCB ad alta velocità
Poiché la corrente ad alta frequenza è generata dalla tensione di rumore a terra e dalla caduta di tensione nell'area di cablaggio del dispositivo digitale, la messa a terra multipunto dovrebbe essere preferita nella progettazione di PCB digitali ad alta velocità. Il suo scopo principale è quello di stabilire un sistema di riferimento comune potenziale unificato. Poiché i parametri parassitari cambiano il percorso di messa a terra previsto, la messa a terra a punto singolo non può funzionare efficacemente. Finché viene mantenuta una bassa impedenza di riferimento al suolo, il loop di massa di solito non ha problemi digitali.
Molti circuiti digitali non richiedono una sorgente di riferimento messa a terra con filtro. I circuiti digitali hanno una tolleranza al rumore di diverse centinaia di millivolt e possono resistere a gradienti del rumore di terra da decine a centinaia di millivolt. Il piano "specchio" di terra in un circuito stampato PCB multistrato è più adatto per le correnti di segnale. Al fine di controllare la perdita causata dal ritorno in modalità comune, il telaio dovrebbe essere messo a terra in più punti.
