Tin tức về PCB - Công nghệ nối đất trong thiết kế điện tử

Công nghệ nối đất được thiết kế bởi PCB LYAOUT

Trong thiết kế bố trí PCB, công nghệ phổ biến nhất là nối đất của bảng, tất cả các phương pháp nối đất này đều được thể hiện, từ nối đất mạch analog đơn phổ biến nhất, nối đất mạch kỹ thuật số thuần túy đến nối đất hỗn hợp của mạch analog và kỹ thuật số. Sự phát triển của thiết kế điện tử Nếu bạn thiết kế một sản phẩm có các yêu cầu khác, chẳng hạn như tần số tín hiệu tương đối cao của bo mạch PCB sau khi thử nghiệm EMC (thời gian tăng tín hiệu là 10ns hoặc thậm chí thấp hơn), thì công nghệ nối đất cần xem xét phải đáp ứng các yếu tố của thời gian này. Vì vậy, hôm nay chúng tôi sẽ phân tích và giải thích các kỹ thuật nối đất trong các yếu tố này.

Trước khi phân tích kỹ thuật nối đất của bảng mạch, trước tiên chúng ta phải hiểu lý do tại sao. Công nghệ nối đất là một trong những yếu tố cải thiện sự ổn định của mạch. Trong thiết kế mạch, giảm vòng lặp thông qua các kỹ thuật nối đất khác nhau là một trong những phương pháp này. Bây giờ hãy nói ngắn gọn về các kỹ thuật được sử dụng để giảm tác động của các vòng nối đất.

A Sử dụng công nghệ quang ghép nối để kết nối mạch

Trong thiết kế mạch, để bảo vệ đầy đủ các mạch tiếp theo khỏi mạch trước đó, kỹ thuật cách ly quang là một trong những phương pháp thường được sử dụng:

Trong thiết kế này, có thể giảm tác động của mạch phát lên mạch nhận. Đó là do sự ra đời của bộ ghép quang học mà các mạch nối đất ảnh hưởng đến mạch ít hơn đáng kể.

B Sử dụng công nghệ biến áp cách ly để kết nối mạch

Trong phương pháp này, một máy biến áp 1: 1 được sử dụng để cô lập mạch phát và mạch nhận. Các vòng nối đất của mạch nhận được giảm đáng kể.

C Sử dụng choke chế độ chung

Trong thiết kế mạch, mạch nhận được kết nối với mạch phát thông qua một choke chế độ chung, do đó có thể giảm đáng kể vòng lặp của mạch nhận, đồng thời cung cấp hỗ trợ kỹ thuật tốt để phát hiện EMC của mạch nhận.

D. Sử dụng công nghệ mạch cân bằng

Trong phương pháp này, mạch phát thường là một nguồn cung cấp song song đa điểm, tương đương thông qua mỗi mạch mô-đun và cuối cùng mỗi mô-đun song song được kết nối song song với một điểm nối đất duy nhất. Trong mạch cân bằng, dòng điện của mỗi mô-đun không ảnh hưởng lẫn nhau, do đó cải thiện sự ổn định của hệ thống.

Sau khi giới thiệu các cách để giảm vòng lặp nối đất, bây giờ tôi sẽ giới thiệu các phương pháp nối đất để giảm các loại đất khác nhau.

1. Công nghệ nổi

Một phương pháp phổ biến trong thiết kế điện tử là công nghệ nổi. Trong phương pháp này, không có kết nối tín hiệu của bảng và công cộng bên ngoài, do đó đảm bảo sự cô lập tốt của mạch. Mạch được cách ly tốt với hệ thống nối đất bên ngoài và không dễ bị nhiễu từ mặt đất bên ngoài. Tuy nhiên, tĩnh điện có thể dễ dàng tích tụ trên mạch và gây nhiễu tĩnh, có thể tạo ra điện áp nguy hiểm.

Các thiết bị nhỏ, tốc độ thấp (<1 MHz) có thể sử dụng mặt đất nổi (hoặc kết nối một điểm duy nhất tại nơi làm việc với vỏ kim loại), được kết nối với một điểm duy nhất trên mặt đất.

II. Nối đất một điểm trong chuỗi

Phương pháp tiếp đất này là phương pháp tiếp đất được đề xuất bởi công ty Daniel. Do tính đơn giản của nó, không cần phải chú ý nhiều đến thiết kế bảng, vì vậy nó sẽ được sử dụng nhiều hơn. Tuy nhiên, các mạch như vậy dễ xảy ra khớp nối đồng trở kháng, khiến mỗi mô-đun mạch ảnh hưởng lẫn nhau.

III. Nối đất một điểm song song

Phương pháp nối đất này, mặc dù loại bỏ các vấn đề ghép nối trở kháng phổ biến của nối đất một điểm nối song song, trong sử dụng thực tế, sẽ giới thiệu quá nhiều dây nối đất gây phiền nhiễu, đối với loại nào cần được đánh giá toàn diện trong quá trình thực tế. Chế độ song song được sử dụng nếu diện tích bảng cho phép và chế độ song song nếu kết nối giữa các mô-đun mạch khác nhau vẫn đơn giản. Thông thường, có các mô-đun nguồn, mô-đun mạch tương tự, mô-đun mạch kỹ thuật số và mô-đun mạch bảo vệ trong bảng tải xuống. Trong trường hợp này, tôi sử dụng phương pháp nối đất một điểm song song.

IV. Tiếp đất nhiều điểm

Công nghệ cơ bản đa điểm sẽ được áp dụng nhiều hơn cho thiết kế hàng ngày và nhiều hơn nữa cho thiết kế PCB đa mô-đun. Phương pháp nối đất này có thể làm giảm hiệu quả các vấn đề nhiễu tần số cao, nhưng cũng dễ bị các vấn đề thiết kế với mạch nối đất. Điều này phải được xem xét đầy đủ trong thiết kế để cải thiện sự ổn định của thiết kế hệ thống. Việc nối đất làm việc của thiết bị tốc độ cao nhỏ (>10 MHz) phải được nối đất đa điểm bằng vỏ kim loại, khoảng cách giữa các điểm nối phải nhỏ hơn 1/20 bước sóng tần số hoạt động cao nhất và vỏ kim loại phải được nối đất một điểm.

Tóm lại, trong thiết kế mạch điện tử, điều quan trọng nhất là giảm diện tích mạch, đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện sự ổn định của thiết kế điện tử và cải thiện thiết kế EMC của hệ thống điện tử. Trong thiết kế thực tế, thông qua việc đánh giá toàn diện các công nghệ khác nhau nói trên, thông qua việc sử dụng linh hoạt để đạt được mục đích cải thiện sự ổn định của hệ thống.