PCB Blogu - PCB Board Wiring'de toprak kablo araştırmalarının analizi ve baskı Yöntemi

1. Definition of ground wire
What is a ground wire on PCB tahtası? Herkes okuma kitaplarında öğrendiğin yeryüzü kablosunun tanımlaması: yeryüzü kablosu devre potansiyelinin referans noktası olarak servis eden bir ekipman kablosu.. Bu tanımlama gerçek durumlara uygun değil.. Gerçek yeryüzündeki kablo potansiyeli sürekli değildir.. Yer çizgisindeki noktalar arasındaki potansiyelini ölçülemek için bir metre kullanırsanız, yeryüzündeki her noktayın potansiyeli çok farklı olabilir.. Bu potansiyel farklılıklar, devreğin doğal operasyonuna neden oluyor.. Bir devre belirlenmesi, ekipman etkileyici vücudun sadece toprak potansiyelinin beklenmesidir.. HENRY toprak kablosunun daha gerçek bir tanımlamasını verdi., Zemin kablosunu kaynağa dönmek için düşük impedans yolu olarak tanımladı.. Yer kablosunun akışı bu tanımlamada işaretlendirildir.. Bu tanıma göre, Yer kablosunun potansiyel farklılığının sebebini anlamak kolay.. Çünkü yeryüzündeki kabloları asla sıfır değil., bir akışın sonlu bir impedans içinden geçtiğinde, bir voltaj düşürmesi oluyor. Bu yüzden..., Dünya kablolarındaki potansiyel denizdeki dalgalar gibi olduğunu hayal etmeliyiz., birbirinden sonra.

2. The impedance of the ground wire
When it comes to the potential difference between the points on the ground wire caused by the impedance of the ground wire, Çoğu insan bunun imkansız olduğunu görüyor: yeryüzündeki kabloların karşılığını, ohmmeter ile ölçüp ölçüyoruz., Yer kablosunun dirençliği sık sık sık milyohum seviyesinde, Bu kadar büyük bir voltaj düşüşümün nasıl oluşabilir bu küçük bir dirençi arasından, devreyi doğal olarak çalıştırıyor,. Bu sorunu anlamak için, İlk önce dirençliğin ve kabloların engellemesinin iki farklı fikrini ayırmalıyız.. Saldırı DC eyaletinde bulunan kabloların karşılığına dayanılmasını anlatıyor., Ve impedance, kabloların AC eyaletindeki ağırlıklara dayanılmasını anlatıyor., bu da kabloların. Herhangi bir kablo etkisi var., ve frekans yüksek olduğunda, televizyonun engellemesi DC direniyetinden çok daha büyük.. Pratik devrelerde, elektromagnetik araştırmalarına sebep olan sinyaller sık sık puls sinyalleri, ve puls sinyalleri zengin yüksek frekans komponentlerinde, Büyük bir voltaj yeryüzünde oluşturulacak. Dijital devreler için, devrelerin operasyon frekansı çok yüksektir., Bu yüzden, yeryüzündeki kabloların dizital devre etkisi çok önemlidir.. Eğer 10 Hz'deki impedans yaklaşık DC dirençliği olarak kabul edilerse, frekans 10MHz'e ulaştığında, 1 metrelik uzun kablo için, İmparatorluğu 1000 ile 100,DC direniyetinden. Bu yüzden RF akışı için, when the current flows through the ground wire, voltaj düşürmesi büyük.. Ayrıca masadan görülebilir ki kablo elmesini arttırmak DC direniyetini azaltmak için çok etkili., ama AC impedansını azaltmak üzere sınırlı etkisi var.. Fakat elektromagnet uyumluluğunda, insanlar AC impedansı hakkında endişeleniyor. AC impedansını azaltmak için, etkileyici bir yol, paralel olarak birçok kablo bağlamak. İki kablo paralel olarak bağlandığında, the total inductance L is: L = ( L1 + M ) / 2; L1'nin tek kabloların, ve M, iki kablo arasındaki karşılaştırma. Formülden görülebilir ki iki kablo uzakta olduğunda, Onların arasındaki birbirinin ortalığı çok küçüktür., ve toplam etkinlik, tek bir kablo etkinliğinin yarısına eşit.. Bu yüzden..., yeryüzünü birçok yeryüzü kablelerden düşürebiliriz.. Ama çoklu kablo arasındaki mesafe çok yakın olamaz..

3. Ground wire interference mechanism
3.1 Ground loop interference
Because of the ground wire impedance, ağırlık yeryüzü kablosundan geçtiğinde, bir voltaj yeryüzünde üretildi.. Bu voltaj büyük olduğunda büyük olabilir.. Örneğin, yakın zamanda yüksek güç elektrik makinesi başladığında,, güçlü bir akışın yeryüzü kablosundan. Bu a ğımdaki iki aygıt arasındaki kablo bağlantısında bir akışı oluşturur.. Devre dengesiyle, her kablodaki akışı farklıdır., bu yüzden farklı bir mod voltaj oluşturulacak, devreyi etkileyecek. Bu araştırma kablo ve yerel kablo tarafından oluşturduğu döngü tarafından oluşturulduğundan beri, toprak döngüsünün. Yer döngüsindeki akışı da dış elektromagnet alanı tarafından etkileyebilir..

3.2 Common Impedance Interference
When two circuits share a ground wire, the ground potential of one circuit will be modulated by the operating current of the other circuit due to the impedance of the ground wire. Böyle bir devredeki sinyaller başka bir devre bağlanır, ve bu bağlantı ortak impedans bağlantısı denir. Dijital devrelerde, sinyalin yüksek frekansı yüzünden, Yer kablosu sık sık büyük bir impedans sunuyor.. Şu an, Yer kablosu bölümünü paylaşırken farklı devreler varsa, ortak impedans bağlantısının problemi olabilir. 1. kapının çıkış seviyesi yüksekten düşük olarak değişiyor., the parasitic capacitance in the circuit (sometimes there is a filter capacitor at the input of gate 2) will discharge to the ground wire through gate 1. Yer kablosunun engellemesi yüzünden, Atışma akışı toprak hatta oluşturulmuş en yüksek voltaj olacak.. Eğer bu sefer 3. kapının çıkışı düşük olursa, En yüksek voltaj 3 kapının çıkış terminal ına ve 4 kapının giriş terminalına gönderilecek.. Eğer bu en yüksek voltajın genişliği 4. Kapının sesini aştıysa, 4. kapı kötülüğüne neden olur..

4. Ground wire interference countermeasures
4.1 Toprak döngüsü önlemleri Yer döngüsünün araştırmalarının mekanizmasından bildirilebilir. Yer döngüsünün döngüsünün azaltıldığı sürece yeryüzü döngüsünün araştırmalarını azaltılabilir.. Yer döngüsindeki akışın tamamen yok edilebilirse, Yer dönüşünün araştırması tamamen çözülebilir.. Bu yüzden..., Dünya döngüsünü çözmek için bu çözümleri teklif ediyoruz..
1) Floating the equipment at one end If the circuit at one end is floated, Yer dönüsü kesildi., bu yüzden toprak döngüsü yok edilebilir. Ama iki sorun var ki dikkatini çekmek zorunda. Birincisi, güvenlik sebeplerinden dolayı, devre genelde yüzmeye izin verilmez. Bu durumda., aygıtı bir induktör tarafından yerleştirmeyi düşünün. Bu şekilde., 50Hz AC hazırlığının yerleştirme engellemesi çok küçük., ve daha yüksek frekans ile araştırma sinyali için, ekipmanın temel engellemesi relatively büyükdür., Yer dönüşünü azaltıyor.. Ama bu şekilde sadece yüksek frekans araştırmalarının. Başka bir sorun şu ki, aygıt yüzüyor olsa da, aygıt ve toprak arasında hâlâ parazit kapasitesi var. Bu kapasitet yüksek frekanslarda düşük impedans sağlıyor ve bu yüzden yüksek frekanslar toprak döngüsünü etkili olarak azaltmıyor..
2) Use the transformer to realize the connection between the devices. İki cihazı bağlamak için manyetik devre kullanın, toprak döngüsünü kesebilecek. Ama..., İlk ve ikinci dönüştürücünün parasitik kapasitesi hâlâ yüksek frekans toprak dönüsü için bir yol sağlayabilir., Bu yüzden değiştirme yöntemi yüksek frekans toprak döngüsünde kötü bir baskı etkisi var.. transformatörün yüksek frekans izolasyonunun etkisini geliştirmenin bir yolu transformatörün ilk ve ikinci a şamaları arasında kalkan katını kurmak.. Ama..., Bölüm dönüştürücünün korumak katının sonu devreyi almak üzere olmalı.. Yoksa..., sadece yüksek frekans izolasyon etkisini geliştirmek, Ayrıca yüksek frekans birleşmesini daha ciddiye getirir.. Bu yüzden..., dönüştürücü sinyal alıcı cihazının yanında kurulmalı.. Güzel korunan bir transformatör 1MHz altındaki frekanslarda etkili izolasyon sağlayabilir..
3) Using an optical isolator Another way to cut off the ground loop is to use light to transmit signals. Bunu yeryüzü dönüşünün araştırması sorununun ideal bir çözüm olarak söyleyebilir.. Optik bağlantı için iki yöntem var., birisi optocoupler aygıtı., diğeri optik fiber bağlantısı. Optocoupler'ın parasitik kapasitesi genellikle 2pf., çok yüksek frekanslarda iyi izolasyon sağlayabilir. Optik fibrikler neredeyse parazit kapasitesi yok, fakat optoküpler kurulması konusunda, Maintenance, ve mal.
4) Using a common mode choke coil The use of a common mode choke coil on the connecting cable is equivalent to increasing the impedance of the ground loop, böylece yeryüzü döngüsü belirli bir yeryüzü voltajı altında. Ama ortak moda boğulmasının parasitik kapasitesini kontrol etmek için dikkat edin., yoksa yüksek frekans araştırmalarının izolasyon etkisi çok zayıf.. Ortak modun boğulması, Parazitik kapasitesi daha büyük ve yüksek frekans izolasyonu daha kötü.
4.2 Eliminate common impedance coupling
There are two ways to eliminate the common impedance coupling. Birisi, ortak yeryüzü kablosunun engellemesini azaltmak., bu yüzden ortak yeryüzündeki kablolar da, bu yüzden ortak impedans bağlantısını kontrol ediyor. Başka bir yöntem, uygun yerleştirme yöntemleri ile birbirlerine karıştırmak kolay olan devrelerin ortak yerel kablosundan kaçırmak.. Genelde, güçlü şu anki devreyi ve zayıf şu anki devreyi paylaşıp, Dünya kablosunu paylaşmak için dijital devre ve analog devre. Daha önce bahsettiği gibi, Yer kablosunun imkansızlığını azaltmakta olan sorun, yeryüzü kablosunun etkinliğini azaltmak. Bu, yerleştirmek için yer alan ve birçok paralel yöneticiler için düz yöneticilerin kullanımını içeriyor.. Bastırılmış devre tahtaları için, Çift katı tahtasına yeryüzü kablo a ğı koymak, yeryüzü kablo impedansı etkili olarak. Bir katı çoklu katı tahtasında yeryüzü kablosu olarak kullanılmasına rağmen, it has a small impedance, ama devre tahtasının maliyetini arttıracak. . Doğru yerleştirmek için ortak impedansından kaçınmak için temel metodu paralel bir nokta yerleştirmek.. Parallel yerleştirmenin zorluğu, yerleştirmek için çok fazla kablo var.. Bu yüzden..., pratik olarak, paralel bir noktada tüm devrelerin. Daha az karşılaştığı devreler için, single-point grounding in series can be used. Örneğin, devreler güçlü sinyallere göre, zayıf sinyaller, analog sinyaller, dijital sinyaller, etc.., Sonra da aynı devrelerin içinde bir dizi nokta temel alanı kullanır., ve farklı çeşitli devreler için paralel bir nokta temelini kullanır.
5. Summary
The main reason for the electromagnetic interference caused by the ground wire is the impedance of the ground wire. Ağır yeryüzünün kablosundan geçtiğinde, bir voltaj yeryüzünde oluşturulacak, yeryüzü kablo sesi. Bu voltaj tarafından sürüyor., toprak döngüsü oluşturulacak, toprak dönüşünün. İki devre toprak bölümünü paylaştığında ortak impedans bağlantısı oluyor.. Yer döngüsünü çözecek metodlar toprak döngüsünü kesmek., toprak dönüşünü arttırmak için, ve dengelenmiş bir devre kullanabiliriz. Ortak impedans bağlantısının çözümü, ortak yeryüzündeki kabloların impedansını azaltmak., ya da ortak impedansını tamamen yok etmek için paralel bir yeryüzü bağlantısını kullanın. PCB tahtası.