電路設計 - PCB設計過程中的工程師注意事項

EMC問題： PCB工程師“注意事項和接地提示

接地的分段和傳輸：接地是抑制電磁干擾、提高電子設備EMC效能的重要手段之一。

正確接地不僅可以提高產品抑制電磁干擾的能力，還可以减少產品的外部電磁干擾輻射。

接地的含義：電子設備的“接地”通常有兩種含義：一種是“接地”（安全），另一種是“系統參攷”（訊號接地）。 接地是指在系統和電勢參攷面之間建立低電阻導電路徑。

“連接到地球”是基於地球的電位，而地球處於零電位。 電子設備的金屬外殼、電路參考點和接地。

將接地層連接到地面通常需要考慮以下因素：

A、提高設備電路系統運行的穩定性；

B、靜電放電；

C、為員工提供安全保障。

接地目的：

A、安全考慮，即保護接地；

B、為訊號電壓（訊號或系統）提供穩定的0電位參考點；

C、遮罩接地。

基本接地管道：電子設備有3種基本接地管道：單點接地、多點接地和浮地。

PCB工程師說明：

單點接地：

單點接地是整個系統，其中只有一個物理點被定義為接地參考點，其他需要接地的點連接到此點。 單點接地適用於低頻電路（小於1MHZ）。 如果系統的工作頻率非常高，並且工作波長等於系統接地導線的長度，則單點接地方法存在問題。

當局部線路的長度接近1/4波長時，它就像終端短路傳輸線，地線的電流和電壓分佈在駐波中，地線成為輻射天線，而不是起“地”的作用。 為了降低接地阻抗並避免輻射，接地線的長度應小於1/20波長。 在處理功率電路時，通常可以考慮單點接地。

對於大量用於 PCB板, 由於其高次諧波豐富，通常不建議使用單點接地模式.

多點接地：

多點接地是指設備中的每個連接位置直接連接到離其最近的接地層，囙此接地線的長度最短。 多點接地電路結構簡單，可以顯著减少接地線上的高頻駐波現象，適用於高工作頻率（>10MHZ）的場合。 然而，多點接地可能導致設備內部形成許多接地回路，從而降低設備抵抗外部電磁場的能力。 在多點接地的情况下，我們應該注意接地回路問題，尤其是當網絡之間建立了不同的模塊和設備時。

接地電路引起的電磁干擾：理想的接地線應為零電位、零阻抗的物理實體。 然而，實際地線本身具有電阻分量和電抗分量，當有電流通過地線時，將產生壓降。

當電磁場耦合到電路時，地線將與其他導線（訊號線、電源線等）形成回路，在接地回路中產生感應電動勢，接地回路耦合到負載，從而產生潜在的電磁干擾威脅。

浮地：

浮動是指設備的接地系統與地面電力絕緣的接地方法。

由於浮地本身的一些缺點，它不適用於一般的大型系統，其接地方法也很少使用。

接地模式的一般選擇原則：對於給定的設備或系統，當傳輸線的長度為l>時，感興趣的最高頻率（對應波長）被視為高頻電路，反之亦然，它被視為低頻電路。

根據 PCB設計 經驗, 對於低於1MHZ的電路，最好使用單點接地, 高於10MHZ時, 多點接地良好.

對於兩者之間的頻率，只要最大傳輸線的長度L小於/20，就可以使用單點接地來避免公共阻抗耦合。