模擬地與數字地、磁珠與電感區別分析
發布時間:2019-03-15 責任編輯:xueqi
【導讀】數字地是數字電路部分的公共基準端,即數字電壓信號的基準端;模擬地是模擬電路部分的公共基準端,模擬信號的電壓基準端(零電位點)。有一匝以上的線圈習慣稱為電感線圈,少於一匝(導線直通磁環)的線圈習慣稱之為磁珠。
一、分為數字地和模擬地的原因:
由you於yu數shu字zi信xin號hao一yi般ban為wei矩ju形xing波bo,帶dai有you大da量liang的de諧xie波bo。如ru果guo電dian路lu板ban中zhong的de數shu字zi地di與yu模mo擬ni地di沒mei有you從cong接jie入ru點dian分fen開kai,數shu字zi信xin號hao中zhong的de諧xie波bo很hen容rong易yi會hui幹gan擾rao到dao模mo擬ni信xin號hao的de波bo形xing。當dang模mo擬ni信xin號hao為wei高gao頻pin或huo強qiang電dian信xin號hao時shi,也ye會hui影ying響xiang到dao數shu字zi電dian路lu的de正zheng常chang工gong作zuo。模mo擬ni電dian路lu涉she及ji弱ruo小xiao信xin號hao,但dan是shi數shu字zi電dian路lu門men限xian電dian平ping較jiao高gao,對dui電dian源yuan的de要yao求qiu就jiu比bi模mo擬ni電dian路lu低di些xie。既ji有you數shu字zi電dian路lu又you有you模mo擬ni電dian路lu的de係xi統tong中zhong,數shu字zi電dian路lu產chan生sheng的de噪zao聲sheng會hui影ying響xiang模mo擬ni電dian路lu,使shi模mo擬ni電dian路lu的de小xiao信xin號hao指zhi標biao變bian差cha,克ke服fu的de辦ban法fa是shi分fen開kai模mo擬ni地di和he數shu字zi地di。
cunzaiwentidegenbenyuanyinshi,wufabaozhengdianlubanshangtongbodedianzuweiling,zaijierudianjiangshuzidihemonidifenkai,jiushiweilejiangshuzidihemonididegongdidianzujiangdaozuixiao。
二、數字地和模擬地處理的基本原則如下:
如果把模擬地和數字地大麵積直接相連,會導致互相幹擾。不短接又不妥。
對(dui)於(yu)低(di)頻(pin)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu),除(chu)了(le)加(jia)粗(cu)和(he)縮(suo)短(duan)地(di)線(xian)之(zhi)外(wai),電(dian)路(lu)各(ge)部(bu)分(fen)采(cai)用(yong)一(yi)點(dian)接(jie)地(di)是(shi)抑(yi)製(zhi)地(di)線(xian)幹(gan)擾(rao)的(de)最(zui)佳(jia)選(xuan)擇(ze),主(zhu)要(yao)可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)由(you)於(yu)地(di)線(xian)公(gong)共(gong)阻(zu)抗(kang)而(er)導(dao)致(zhi)的(de)部(bu)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)互(hu)相(xiang)幹(gan)擾(rao)。
而(er)對(dui)於(yu)高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu)和(he)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu),由(you)於(yu)這(zhe)時(shi)地(di)線(xian)的(de)電(dian)感(gan)效(xiao)應(ying)影(ying)響(xiang)會(hui)更(geng)大(da),一(yi)點(dian)接(jie)地(di)會(hui)導(dao)致(zhi)實(shi)際(ji)地(di)線(xian)加(jia)長(chang)而(er)帶(dai)來(lai)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang),這(zhe)時(shi)應(ying)采(cai)取(qu)分(fen)開(kai)接(jie)地(di)和(he)一(yi)點(dian)接(jie)地(di)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)方(fang)式(shi)。
另外對於高頻電路還要考慮如何抑製高頻輻射噪聲,方法是:盡量加粗地線,以降低噪聲對地阻抗;滿接地,即除傳輸信號的印製線以外,其他部分全作為地線。不要有無用的大麵積銅箔。
地di線xian應ying構gou成cheng環huan路lu,以yi防fang止zhi產chan生sheng高gao頻pin輻fu射she噪zao聲sheng,但dan環huan路lu所suo包bao圍wei麵mian積ji不bu可ke過guo大da,以yi免mian儀yi器qi處chu於yu強qiang磁ci場chang中zhong時shi,產chan生sheng感gan應ying電dian流liu。但dan如ru果guo隻zhi是shi低di頻pin電dian路lu,則ze應ying避bi免mian地di線xian環huan路lu。數shu字zi電dian源yuan和he模mo擬ni電dian源yuan最zui好hao隔ge離li,地di線xian分fen開kai布bu置zhi,如ru果guo有youA/D,則隻在此處單點共地。
低頻中沒有多大影響,但建議模擬和數字一點接地。高頻時,可通過磁珠把模擬和數字地一點共地。
三、四種解決方法
模擬地和數字地間串接
1)用磁珠連接;2)用電容連接;3)用電感連接;4)用0歐姆電阻連接。
1.電感一般用幾uH到數十uH。
2.用0歐電阻是最佳選擇
a.可保證直流電位相等
b.單點接地(限製噪聲)
c.對所有頻率的噪聲都有衰減作用(0歐也有阻抗,而且電流路徑狹窄,可以限製噪聲電流通過)。
3. 磁珠
采用在高頻段具有良好阻抗特性的鐵氧體材料燒結麵成,專用於抑製信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰幹擾,還具有吸收靜電脈衝的能力。
主要參數:
標稱值:因為磁珠的單位是按照它在某一頻率產生的阻抗來標稱的,阻抗的單位也是歐姆 .一般以100MHz為標準,比如2012B601,就是指在100MHz的時候磁珠的阻抗為600歐姆。
額定電流:額定電流是指能保證電路正常工作允許通過電流.
cizhuyouhengaodedianzulvhecidaolv,tadengxiaoyudianzuhedianganchuanlian,dandianzuzhihedianganzhidousuipinlvbianhua。tabiputongdedianganyougenghaodegaopinlvbotexing,zaigaopinshichengxianzuxing,suoyinengzaixiangdangkuandepinlvfanweineibaochijiaogaodezukang,congertigaotiaopinlvboxiaoguo。 磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用,一般規格有100歐/100mMHZ ,它在低頻時電阻比電感小得多。鐵氧體磁珠 (Ferrite Bead) 是目前應用發展很快的一種抗幹擾組件,廉價、易用,濾除高頻噪聲效果顯著。
有的磁珠上有多個孔洞,用導線穿過可增加組件阻抗(穿過磁珠次數的平方),不bu過guo在zai高gao頻pin時shi所suo增zeng加jia的de抑yi製zhi噪zao聲sheng能neng力li不bu可ke能neng如ru預yu期qi的de多duo,而er用yong多duo串chuan聯lian幾ji個ge磁ci珠zhu的de辦ban法fa會hui好hao些xie。鐵tie氧yang體ti是shi磁ci性xing材cai料liao,會hui因yin通tong過guo電dian流liu過guo大da而er產chan生sheng磁ci飽bao和he,導dao磁ci率lv急ji劇ju下xia降jiang。大da電dian流liu濾lv波bo應ying采cai用yong結jie構gou上shang專zhuan門men設she計ji的de磁ci珠zhu,還hai要yao注zhu意yi其qi散san熱re措cuo施shi。
鐵氧體磁珠不僅可用於電源電路中濾除高頻噪聲(可用於直流和交流輸出),haikeguangfanyingyongyuqitadianlu,qitijikeyizuodehenxiao。tebieshizaishuzidianluzhong,youyumaichongxinhaohanyoupinlvhengaodegaocixiebo,yeshidianlugaopinfushedezhuyaogenyuan,suoyikezaizhezhongchanghefahuicizhudezuoyong。
在zai電dian路lu中zhong隻zhi要yao導dao線xian穿chuan過guo它ta即ji可ke。當dang導dao線xian中zhong電dian流liu穿chuan過guo時shi,鐵tie氧yang體ti對dui低di頻pin電dian流liu幾ji乎hu沒mei有you什shen麼me阻zu抗kang,而er對dui較jiao高gao頻pin率lv的de電dian流liu會hui產chan生sheng較jiao大da衰shuai減jian作zuo用yong。高gao頻pin電dian流liu在zai其qi中zhong以yi熱re量liang形xing式shi散san發fa,其qi等deng效xiao電dian路lu為wei一yi個ge電dian感gan和he一yi個ge電dian阻zu串chuan聯lian,兩liang個ge組zu件jian的de值zhi都dou與yu磁ci珠zhu的de長chang度du成cheng比bi例li。磁ci珠zhu種zhong類lei很hen多duo,製zhi造zao商shang應ying提ti供gong技ji術shu指zhi標biao說shuo明ming,特te別bie是shi磁ci珠zhu的de阻zu抗kang與yu頻pin率lv關guan係xi的de曲qu線xian。
4.電容
利用電容隔直通交的原理。
四.電感與磁珠的區別:
有一匝以上的線圈習慣稱為電感線圈,少於一匝(導線直通磁環)的線圈習慣稱之為磁珠;電感是儲能元件,而磁珠是能量轉換(消耗)器件;電感多用於電源濾波回路,磁珠多用於信號回路,用於EMC對策;磁珠主要用於抑製電磁輻射幹擾,而電感用於這方麵則側重於抑製傳導性幹擾.兩者都可用於處理EMC、EMI問題;電感一般用於電路的匹配和信號質量的控製上.在模擬地和數字地結合的地方用磁珠。
作zuo為wei電dian源yuan濾lv波bo,可ke以yi使shi用yong電dian感gan。磁ci珠zhu的de電dian路lu符fu號hao就jiu是shi電dian感gan但dan是shi型xing號hao上shang可ke以yi看kan出chu使shi用yong的de是shi磁ci珠zhu在zai電dian路lu功gong能neng上shang,磁ci珠zhu和he電dian感gan是shi原yuan理li相xiang同tong的de,隻zhi是shi頻pin率lv特te性xing不bu同tong罷ba了le;磁珠由氧磁體組成,電感由磁心和線圈組成,磁珠把交流信號轉化為熱能,電感把交流存儲起來,緩慢的釋放出去。
電感是儲能元件,而磁珠是能量轉換(消耗)器件;電感多用於電源濾波回路,磁珠多用於信號回路,用於EMC對策;磁珠主要用於抑製電磁輻射幹擾,而電感用於這方麵則側重於抑製傳導性幹擾。兩者都可用於處理EMC、EMI問題。
磁珠是用來吸收超高頻信號,象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應用頻率範圍很少超過錯50MHZ。
五、幾種方法綜述
電(dian)容(rong)隔(ge)直(zhi)通(tong)交(jiao),造(zao)成(cheng)浮(fu)地(di)。電(dian)容(rong)不(bu)通(tong)直(zhi)流(liu),會(hui)導(dao)致(zhi)壓(ya)差(cha)和(he)靜(jing)電(dian)積(ji)累(lei),摸(mo)機(ji)殼(ke)會(hui)麻(ma)手(shou)。如(ru)果(guo)把(ba)電(dian)容(rong)和(he)磁(ci)珠(zhu)並(bing)聯(lian),就(jiu)是(shi)畫(hua)蛇(she)添(tian)足(zu),因(yin)為(wei)磁(ci)珠(zhu)通(tong)直(zhi),電(dian)容(rong)將(jiang)失(shi)效(xiao)。串(chuan)聯(lian)的(de)話(hua)就(jiu)顯(xian)得(de)不(bu)倫(lun)不(bu)類(lei)。
電感體積大,雜散參數多,特性不穩定,離散分布參數不好控製,體積大。電感也是陷波,LC諧振(分布電容),對噪點有特效。
磁ci珠zhu的de等deng效xiao電dian路lu相xiang當dang於yu帶dai阻zu陷xian波bo器qi,隻zhi對dui某mou個ge頻pin點dian的de噪zao聲sheng有you抑yi製zhi作zuo用yong,如ru果guo不bu能neng預yu知zhi噪zao點dian,如ru何he選xuan擇ze型xing號hao,況kuang且qie,噪zao點dian頻pin率lv也ye不bu一yi定ding固gu定ding,故gu磁ci珠zhu不bu是shi一yi個ge好hao的de選xuan擇ze。
0歐電阻相當於很窄的電流通路,能夠有效地限製環路電流,使噪聲得到抑製。電阻在所有頻帶上都有衰減作用(0歐電阻也有阻抗),這點比磁珠強。
總之,關鍵是模擬地和數字地要一點接地。建議,不同種類地之間用0歐電阻相連;電源引入高頻器件時用磁珠;高頻信號線耦合用小電容;電感用在大功率低頻上。
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