PCB科技 - 高速PCB設計接地分類及選擇原則

隨著電子技術的發展，電子產品的產品功能越來越强大。 PCB設計在電子產品的設計中起著舉足輕重的作用，因為PCB設計的質量將直接影響到產品功能的實現。

在電子產品設計中, 設計一個 PCB電路 實現其功能. The difficulty is that it is not affected by various influences (such as temperature and humidity changes, 空氣壓力變化, 機械衝擊, 腐蝕效應, 等.). 為了實現連續維護的正常穩定工作, 我們將採用各種設計方法或制造技術措施來消除或减少這些影響. 眾所周知，接地設計是系統設計的基礎, 良好的接地是系統安全穩定運行的前提. 囙此，今天的編輯向大家介紹了 高速PCB 設計.

PCB接地設計：

從廣義上講，接地包括兩層含義，即接地和虛擬接地。 接地連接是指與大地的連接； 與虛擬接地的連接是指與潜在參考點的連接。 當參考點與大地電絕緣時，稱為浮動連接。 接地有兩個目的：一是保證控制系統穩定可靠運行，防止接地回路引起的干擾，通常稱為工作接地； 另一種是防止操作員因設備的絕緣損壞或跌落而面臨觸電風險，並保證設備的安全，稱為保護接地。

接地選擇原則：

對於給定的設備或系統, at the highest frequency (corresponding wavelength) of interest, when the length of the transmission line L>；in, 它被視為 高頻電路, 否則, 它被視為低頻電路.

（1）低頻電路（＜1MHZ），建議單點接地；

（2.）高頻電路（＞10MHZ），建議採用多點接地；

（3）高低頻混合電路，混合接地，適用工作頻率範圍一般為500kHz-30M

PCB接地管道：

1、單點接地：所有回路的接地線均接至接地層上的同一點，分為串聯單點接地和並聯單點接地。

單點接地是指在整個系統中，只有一個物理點被定義為接地參考點，所有其他需要接地的點都連接到此點。

單點接地適用於頻率較低（1MHZ以下）的電路。 如果系統的工作頻率很高，以至於工作波長與系統接地線的長度相當，則單點接地是一個問題。 當地線的長度接近1/4波長時，它就像一條短路的傳輸線。 地線的電流和電壓分佈在駐波中，地線成為輻射天線，不能起到“接地”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。 在處理電源電路時，通常可以考慮單點接地。 對於具有大量數位電路的PCB，由於其高次諧波豐富，通常不建議使用單點接地方法。

多點接地

2、多點接地：各回路地線就近接地，地線較短，適合高頻接地。

多點接地是指設備中的每個接地點直接連接到離其最近的接地板上，使接地線的長度最短。

多點接地電路結構簡單，接地線上可能出現的高頻駐波現象明顯減少。 適用於工作頻率較高（>10MHZ）的場合。 然而，多點接地可能會導致設備內部形成許多接地回路，從而降低設備對外部電磁場的電阻。 如果是多點接地，請注意

故意迴圈問題，尤其是在不同模塊和設備之間聯網時。 接地回路引起的電磁干擾：

理想情况下，接地應為零電勢和零阻抗的物理實體。 然而，實際地線本身既有電阻分量又有電抗分量。 當電流流過接地線時，將發生電壓降。 接地線將與其他連接（訊號、電源線等）形成回路。 當時變電磁場與回路耦合時，它將位於地回路中。

在中，感應電動勢由接地回路產生並耦合到負載，這構成了潜在的電磁干擾威脅。

3、混合接地：混合單點接地和多點接地。

通常，所有模塊將綜合使用兩種接地管道，並使用混合接地管道來完成電路地線與接地層之間的連接。

如果不選擇將整個平面用作公共地線，例如，當模塊本身有兩根地線時，則需要劃分接地板，這通常與電源平面相互作用。 注意以下原則：

（1）對齊各平面，以避免不相關的電源平面和接地層之間的重疊，否則會導致所有接地層發生故障並相互干擾；

(2) In the case of high frequency, 各層之間將通過 電路板;

（3）接地板（如數位接地板和類比接地板）之間的訊號線通過接地橋連接，最近的返回路徑通過最近的通孔配寘。

（4）避免在隔離接地層附近運行高頻記錄道，如時鐘線，這可能會導致不必要的輻射。

（5）訊號線及其環路形成的環路面積盡可能小，也稱為最小環路規則； 環路面積越小，外部輻射越少，來自外部世界的干擾越小。 在劃分地平面和訊號佈線時，應考慮地平面和重要訊號軌跡的分佈，以防止地平面開槽引起的問題。

4、浮地：

“浮地”是指設備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弱點，它不適用於一般的大型系統，其接地管道也很少使用