СВЧ технология - Конструкция заземления панели PCB

В электронных устройствах заземление является важным методом контроля помех. При правильном сочетании заземления и защиты большинство проблем с помехами могут быть решены. Структура заземления электронного оборудования включает в себя примерно системное заземление, заземление коробки (экранированное заземление), цифровое заземление (логическое заземление) и аналоговое заземление.

При проектировании заземления пластины PCB технология заземления используется как в многослойных, так и в однослойных PCB. Цель технологии заземления - минимизировать сопротивление заземления, тем самым уменьшая потенциал цепи заземления, которая возвращается из цепи питания.

(1) Правильный выбор одноточечного заземления и многоточечного заземления в низкочастотной цепи, рабочая частота сигнала менее 1 МГц, индуктивное влияние между проводом и устройством невелико, циркуляция, образованная цепью заземления, оказывает большее влияние на помехи, следует использовать небольшое заземление. Когда сигнал работает на частоте более 10 МГц, сопротивление заземления становится очень большим. На этом этапе сопротивление земной линии должно быть сведено к минимуму, и заземление должно осуществляться с использованием ближайших точек. При рабочей частоте от 1 до 10 МГц, если используется небольшое заземление, длина линии не должна превышать 1 / 20 длины волны, иначе следует использовать метод многоточечного заземления. ВЧ - схемы должны быть последовательно заземлены в нескольких точках, заземление должно быть коротким и толстым, а высокочастотные элементы должны быть расположены вокруг как можно более широкой сетчатой заземленной медной фольги.

(2) На платах, отделяющих цифровые схемы от аналоговых, есть как высокоскоростные логические, так и линейные схемы. Они должны быть настолько разделены, насколько это возможно, что заземление между ними не должно смешиваться и должно быть подключено к заземлению зажима питания. Максимально увеличить площадь заземления линейной схемы.

(3) Максимально утолщение заземления Если заземление тонкое, потенциал заземления изменяется с изменением тока, что приводит к нестабильному уровню сигнала времени в электронном устройстве и снижению шумоустойчивости. Поэтому заземление должно быть настолько толстым, насколько это возможно, чтобы оно могло разрешать в три раза больше тока через печатную плату. По возможности, ширина заземления должна быть больше 3 мм.

(4) При проектировании системы наземных линий печатных плат, состоящих только из цифровых схем, формирование замкнутого контура земной линии может значительно повысить устойчивость к шуму. Причина в том, что на печатных платах много элементов интегральных схем, особенно когда есть элементы с более высоким энергопотреблением, из - за ограничения толщины заземления на заземленном узле возникает большая разность потенциалов, что приведет к снижению шумостойкости. Если структура заземления образует контур, Потенциал уменьшится, а шумозащищенность электронных устройств повысится.

(5) При использовании многослойной конструкции монтажных плат один из слоев может использоваться в качестве « плоскости полного заземления», которая уменьшает сопротивление заземления и в то же время выполняет экранирующее действие. То же самое можно сказать и о том, что мы часто устанавливаем широкую линию вокруг печатной платы.

(6) Заземление однослойного PCB в однослойном (одностороннем) PCB, ширина заземления должна быть как можно шире и должна быть не менее 1,5 мм (60 миль). Поскольку звездообразная проводка не может быть реализована на однослойном PCB, изменения ширины трамплина и заземления должны быть сведены к минимуму, иначе это приведет к изменениям сопротивления и индуктивности линии.

(7) Заземление двухслойного PCB находится в двухслойном (двухстороннем) PCB, где цифровые схемы предпочитают заземленную сеть / точечную проводку. Этот метод проводки может уменьшить сопротивление заземления, контур заземления и контур сигнала. Как и в случае с однослойным ПХБ, ширина линий электропередач и линий электропередач должна быть не менее 1,5 мм.

Другая схема заключается в том, чтобы поместить плоскость заземления в одну сторону, а сигнальные линии и линии электропитания - в другую. В этой компоновке контур заземления и сопротивление будут еще более уменьшены. На этом этапе развязывающий конденсатор может быть размещен как можно ближе между линией электропитания IC и плоскостью заземления.

(8) ёмкость PCB на многослойной пластине, емкость PCB генерируется тонкой изоляцией, которая отделяет плоскость питания от заземления. На однослойной пластине параллельное расположение линий электропитания и наземных линий также создает этот конденсаторный эффект. Одним из преимуществ конденсатора PCB является то, что он обладает очень высокой частотной реакцией и низкой последовательной индуктивностью, равномерно распределенной по всей поверхности или по всей линии. Это эквивалентно развязывающему конденсатору, равномерно распределенному по всей монтажной плате. Ни один отдельный компонент не имеет этой функции.

9) Высокоскоростные и низкоскоростные схемы

Высокоскоростные схемы и компоненты должны быть расположены ближе к плоскости земли, а низкоскоростные схемы и компоненты должны быть ближе к плоскости питания.

(10) Заземленная медь заполняется в некоторых аналоговых схемах, а неиспользованная область платы покрыта большой плоскостью заземления, чтобы обеспечить защиту и увеличить способность к развязке. Но если эта медная область находится в подвешенном состоянии (например, она не подключена к земле), то она может работать как антенна и вызывать проблемы с электромагнитной совместимостью.

(11) плоскость заземления и плоскость электропитания в многослойном PCB находятся в многослойном PCB, и рекомендуется размещать плоскость электропитания и плоскость заземления как можно ближе к соседнему слою, чтобы создать большую емкость PCB на всей пластине. Самый быстрый критический сигнал должен находиться на стороне плоскости заземления, а некритический сигнал должен быть размещен вблизи плоскости питания.

(12) Электричество требует, чтобы каждый источник питания был разделен с помощью заземления, когда цепи требуют несколько источников питания. Однако невозможно заземлеть несколько точек в однослойном PCB. Одно из решений состоит в том, чтобы отделить линию электропитания и наземную линию от других линий электропитания и заземления, что также помогает избежать шумовой связи между источниками питания.