Teknik PCB - Pemasangan titik tunggal dan titik berbilang dalam reka PCB

Pemasangan titik tunggal bermakna bahawa hanya satu titik fizik dalam seluruh sistem sirkuit ditakrif sebagai titik rujukan tanah, dan semua titik lain yang perlu ditakrif secara langsung tersambung ke titik ini. Dalam sirkuit frekuensi rendah,tidak akan ada pengaruh yang terlalu banyak antara kawat dan komponen. Biasanya, litar dengan frekuensi kurang dari 1MHz sepatutnya ditanda pada satu titik.

GND merujuk kepada pendekatan terminal tanah wayar. Ia mewakili kawat tanah atau kawat 0.

GND (Ground) pada diagram sirkuit dan papan sirkuit mewakili wayar tanah atau wayar 0. GND bermakna terminal umum, atau tanah,tetapi tanah ini bukan tanah yang sebenar. Ia adalah tanah yang dianggap untuk aplikasi, untuk bekalan kuasa, ia adalah tiang negatif bekalan kuasa. Ia berbeza dari bumi. Kadang-kadang ia perlu terhubung dengan bumi, kadang-kadang ia tidak diperlukan, bergantung pada situasi tertentu.

Tanah isyarat peranti mungkin adalah titik atau potongan logam dalam peranti sebagai titik rujukan tanah isyarat, yang menyediakan potensi rujukan umum untuk semua isyarat dalam peranti.

Pendaratan titik tunggal boleh meningkatkan kualiti isyarat sistem dan kemampuan anti-gangguan. Perananya terutama diperlihatkan dalam aspek berikut:

Pengurangan bunyi: Dengan memisahkan dasar isyarat berbeza, kesan gangguan frekuensi tinggi pada isyarat frekuensi rendah boleh dikurangkan.

Perbaiki penghantaran isyarat: Dalam sirkuit kelajuan tinggi, pendaratan titik tunggal memastikan laluan penghantaran isyarat adalah jelas, dengan itu mengurangkan lambat isyarat dan penyelesaian.

Memmudahkan Optimisasi Bentangan: Rancangan pendaratan titik tunggal menyediakan fleksibiliti dalam bentangan PCB, terutama dalam sirkuit kompleks, membolehkan kawalan lebih baik laluan tanah dan mempermudahkan rancangan bentangan.

Pendaratan berbilang-titik bermakna setiap titik pendaratan dalam peranti elektronik disambung secara langsung ke pesawat tanah yang paling dekat dengannya (ie, plat bawah logam peranti). Dalam sirkuit frekuensi tinggi, pengaruh kapasitas parasit dan induktan lebih besar. Secara umum, sirkuit dengan frekuensi lebih besar dari 10MHz sering menggunakan pendaratan berbilang-titik.

Adakah anda tahu pendaratan satu-titik, pendaratan berbilang-titik, pendaratan tanah yang mengapung dan pendaratan bercampur dalam bentangan dan desain PCB

Yang mengapung, iaitu, tanah sirkuit terhubung dengan bumi tanpa konduktor. Tanah maya: titik yang tidak didasarkan tetapi mempunyai potensi yang sama dengan tanah.

Keuntungannya ialah litar itu tidak terpengaruh oleh ciri-ciri elektrik bumi. Tanah mengapung boleh membuat perlawanan izolasi antara tanah kuasa (tanah semasa kuat) dan tanah isyarat (tanah semasa lemah) sangat besar, sehingga ia boleh mencegah gangguan elektromagnetik disebabkan oleh sambungan sirkuit impedance tanah biasa.

Kegagalannya ialah litar itu susah untuk pengaruh kapasitas parasit, yang menyebabkan potensi tanah litar itu berubah dan meningkatkan gangguan induktif kepada litar analog.

"Bumi" adalah konsep yang sangat penting dalam teknologi elektronik. Oleh kerana terdapat banyak klasifikasi dan fungsi "tanah", ia mudah untuk keliru, jadi mari kita singkatkan konsep "tanah".

"Grounding" termasuk isyarat grounding di dalam peralatan dan peralatan grounding. Konsep kedua-dua adalah berbeza dan tujuan mereka juga berbeza. Definisi klasik "tanah" ialah "titik atau kapal peralatan yang digunakan sebagai rujukan untuk sirkuit atau sistem."

Satu: isyarat "tanah" juga dipanggil rujukan "tanah", yang merupakan titik rujukan 0 potensi dan hujung umum sirkuit isyarat loop.

(1) Tanah DC: litar DC "tanah", titik rujukan potensi sifar.

(2) Tanah AC: garis neutral kuasa AC. Ia sepatutnya dibezakan dari kawat tanah.

(3) Tanah kuasa: titik rujukan potensi sifar untuk peranti rangkaian semasa tinggi dan peranti penyampai kuasa.

(4) Tanah analog: titik rujukan potensi sifar amplifikator, sampel-dan-tahan, penukar A/D dan pembaraban.

(5) Tanah digital: juga dipanggil tanah logik, yang merupakan titik rujukan potensi sifar sirkuit digital.

(6) "Tanah panas": Sumber kuasa tukar tidak perlu menggunakan pengubah frekuensi kuasa, dan "tanah" sirkuit tukarnya berkaitan dengan grid kuasa utama, yang disebut "tanah panas", yang hidup.

(7) "Tanah sejuk": Kerana pengubah frekuensi tinggi bekalan kuasa tukar mengisolasi input dan output berakhir; dan kerana sirkuit balas sering menggunakan fotokopler, ia tidak hanya boleh menghantar isyarat balas, tetapi juga mengisolasi "tanah" kedua-dua sisi; Jadi akhir output adalah tanah dipanggil "tanah sejuk" dan ia tidak dipenuhi.

Tanah isyarat

Tanah isyarat peranti mungkin adalah titik atau potongan logam dalam peranti sebagai titik rujukan tanah isyarat, yang menyediakan potensi rujukan umum untuk semua isyarat dalam peranti.

Terdapat pendaratan satu titik, pendaratan berbilang titik, tanah mengapung dan pendaratan bercampur. (Tanah mengapung terutama diperkenalkan di sini) Tanah-titik tunggal bermakna bahawa hanya satu titik fizik dalam seluruh sistem sirkuit ditakrif sebagai titik rujukan tanah, dan semua titik lain yang perlu ditakrif secara langsung tersambung ke titik ini. Dalam sirkuit frekuensi rendah, tidak akan ada terlalu banyak pengaruh antara kawat dan komponen. Biasanya, sirkuit dengan frekuensi kurang dari 1MHz sepatutnya mendarat pada satu titik. Pendaratan berbilang-titik bermakna setiap titik pendaratan dalam peranti elektronik disambung secara langsung ke pesawat tanah yang paling dekat dengannya (ie, plat bawah logam peranti). Dalam sirkuit frekuensi tinggi, pengaruh kapasitas parasit dan induktan lebih besar. Biasanya frekuensi lebih besar daripada sirkuit 10MHz, sering digunakan

Pendaratan berbilang-titik. Yang mengapung, iaitu, tanah sirkuit terhubung dengan bumi tanpa konduktor. A point that is not grounded but has the same potential as the ground. Keuntungannya ialah litar itu tidak terpengaruh oleh ciri-ciri elektrik bumi. Tanah mengapung boleh membuat kekebalan izolasi antara tanah kuasa (tanah semasa kuat) dan tanah isyarat (tanah semasa lemah) sangat besar, sehingga ia boleh mencegah gangguan elektromagnetik disebabkan oleh sambungan sirkuit impedance tanah umum. Kegagalan adalah bahawa sirkuit adalah susah untuk pengaruh kapasitas parasit, yang menyebabkan potensi tanah sirkuit berubah dan meningkatkan gangguan induktif kepada sirkuit analog. Kompromi adalah untuk menyambungkan pemberontak pendarahan besar antara tanah yang mengapung dan tanah yang umum untuk melepaskan muatan yang berkumpul. Perhatikan untuk mengawal pengendalian pemberontak, pemberontak terlalu rendah akan mempengaruhi kualifikasi arus bocor peralatan.

Aplikasi teknologi mengapung

Pisahkan tanah kuasa AC dari tanah kuasa DC

Secara umum, garis neutral bekalan kuasa AC dihapus. Namun, kerana perlawanan mendarat dan semasa mengalir melalui ia, potensi garis sifar bekalan kuasa bukanlah potensi sifar bumi. Selain itu, sering ada banyak gangguan pada garis neutral bekalan kuasa AC. Jika tanah bekalan kuasa AC tidak terpisah dari tanah bekalan kuasa DC, ia akan mempengaruhi operasi normal bekalan kuasa DC dan sirkuit DC kemudian. Oleh itu, penggunaan teknologi mengapung yang memisahkan tanah kuasa AC dari tanah kuasa DC boleh mengisolasi gangguan dari tanah kuasa AC.

Teknologi mengapung penyembah

Untuk penambah, terutama isyarat input kecil dan penambah keuntungan tinggi, mana-mana isyarat gangguan kecil di hujung input boleh menyebabkan operasi yang tidak normal. Oleh itu, menggunakan teknologi terapung penyampai boleh menghalang masukan isyarat gangguan dan meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik penyampai.

c Precautions for floating technology

1) Cuba meningkatkan kekebalan izolasi sistem mengapung ke tanah, untuk membantu mengurangi gangguan mod umum semasa memasuki sistem mengapung.

2) Pembuat PCB mesti memperhatikan kapasitas parasit sistem mengapung ke tanah. Isyarat gangguan frekuensi tinggi mungkin masih disambung dengan sistem mengapung melalui kapasitasi parasit.

3) Teknologi mengapung mesti digabung dengan teknologi kompatibilitas elektromagnetik seperti perisai dan izolasi untuk mencapai keputusan yang dijangka lebih baik.

4) Apabila menggunakan teknologi yang mengapung, perhatian perlu diberikan kepada bahaya elektrik statik dan serangan menentang tegangan kepada peralatan dan orang.

Bagaimana untuk memilih titik dasar yang sesuai dalam desain papan sirkuit cetak.

1.Prinsip pemilihan titik grounding

Pilihan titik pendaratan terutamanya dibahagi ke pendaratan titik tunggal dan pendaratan berbilang titik. Dalam sirkuit frekuensi rendah, disebabkan kesan induktif yang lemah, biasanya disarankan menggunakan satu titik pendaratan untuk mengurangi bunyi yang disebabkan oleh gelung tanah. Dalam sirkuit frekuensi tinggi, impedance tanah menjadi sangat penting, kali ini perlu digunakan untuk mengurangi kaedah grounding impedance tanah berbilang titik.

2.Pendaratan titik tunggal dan pendaratan berbilang titik

Kaedah pendaratan titik tunggal sesuai untuk sirkuit dengan frekuensi operasi isyarat kurang dari 1MHz, dalam kes ini arus loop pendaratan mempunyai pengaruh yang lebih besar pada gangguan, jadi hanya satu titik pendaratan boleh dipilih.

Pada frekuensi isyarat yang lebih tinggi dari 10MHz, titik pendaratan berbilang mesti dipilih untuk memastikan integriti isyarat. Mengkawal campuran titik dasar untuk sirkuit digital dan linear kelajuan tinggi untuk memastikan bahawa ia disambung ke sisi bekalan kuasa secara terpisah boleh meningkatkan kekebalan bunyi sirkuit.

3.Rancangan wayar tanah

Rancangan wayar tanah juga sangat berkaitan dengan prestasi sirkuit. Kawalan tanah sepatutnya tebal sebanyak mungkin sehingga ia boleh melewati tiga kali nilai arus sirkuit yang dibenarkan, dan lebar wayar tanah sepatutnya lebih besar daripada 3mm. Jika wayar tanah terlalu tipis, ia mungkin menyebabkan aras isyarat tidak stabil dan mengurangi kekebalan bunyi.

4.Kepentingan Design Loop

Dalam papan sirkuit cetak yang hanya terdiri dari sirkuit digital, untuk meningkatkan kekebalan bunyi, merancang wayar tanah sebagai laluan loop mati boleh mengurangi perbezaan potensi dan dengan itu meningkatkan konsistensi semasa.

5.Garis densiti tinggi dan teknologi mikrovia

Semasa produk elektronik menjadi berfungsi berbilang, jarak kenalan secara perlahan-lahan dikurangi, kelajuan pemindahan isyarat meningkat, ketepatan kabel antara titik dan panjang lokasi peningkatan keperluan PCB menggunakan konfigurasi garis ketepatan tinggi dan teknologi mikrovia. Faktor-faktor ini berkontribusi ke papan sirkuit cetak berbilang lapisan telah menjadi lebih umum, sehingga meningkatkan prestasi sirkuit keseluruhan.