純幹貨!PCB工程師分享EMC問題中接地技巧
發布時間:2014-10-29 責任編輯:sherryyu
【導讀】接地是抑製電磁幹擾、提高電子設備EMC性能的重要手段之一。正確的接地既能提高產品抑製電磁幹擾的能力,又能減少產品對外的EMI發射。在處理EMC問題中接地時有哪些實踐的技巧呢?這裏網友有福了,小編分享幹貨級別的分享EMC問題中接地技巧。
EMC問題
在布板的時候還應該注意EMC的抑製哦!!這很不好把握,分布電容隨時存在!!
如何接地?
PCB設計原本就要考慮很多的因素,不同的環境需要考慮不同的因素。
地的分割與彙接
接地是抑製電磁幹擾、提高電子設備EMC性能的重要手段之一。正確的接地既能提高產品抑製電磁幹擾的能力,又能減少產品對外的EMI發射。
接地的含義
電子設備的“地”通常有兩種含義:一種是“大地”(安全地),另一種是“係統基準地”(信號地)。接地就是指在係統與某個電位基準麵之間建立低阻的導電通路。“接大地”就是以地球的電位為基準,並以大地作為零電位,把電子設備的金屬外殼、電路基準點與大地相連接。
把接地平麵與大地連接,往往是出於以下考慮:
A、提高設備電路係統工作的穩定性;
B、靜電泄放;
C、為工作人員提供安全保障。
接地的目的
A、安全考慮,即保護接地;
B、為信號電壓提供一個穩定的零電位參考點(信號地或係統地);
C、屏蔽接地。
基本的接地方式
電子設備中有三種基本的接地 方式:單點接地、多點接地、浮地。
PCB工程師注意
單點接地
單點接地是整個係統中,隻有一個物理點被定義為接地參考點,其他各個需要接地的點都連接到這一點上。
單點接地適用於頻率較低的電路中(1MHZ以下)。若係統的工作頻率很高,以致工作波長與係統接地引線的長度可比擬時,單點接地方式就有問題了。當地線的長度接近於1/4波長時,它就象一根終端短路的傳輸線,地線的電流、電壓呈駐波分布,地線變成了輻射天線,而不能起到“地”的作用。
為了減少接地阻抗,避免輻射,地線的長度應小於1/20波長。在電源電路的處理上,一般可以考慮單點接地。對於大量采用的數字電路的PCB,由於其含有豐富的高次諧波,一般不建議采用單點接地方式。
多點接地
多點接地是指設備中各個接地點都直接接到距它最近的接地平麵上,以使接地引線的長度最短。
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顯著減少,適用於工作頻率較高的(>10MHZ)場(chang)合(he)。但(dan)多(duo)點(dian)接(jie)地(di)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)設(she)備(bei)內(nei)部(bu)形(xing)成(cheng)許(xu)多(duo)接(jie)地(di)環(huan)路(lu),從(cong)而(er)降(jiang)低(di)設(she)備(bei)對(dui)外(wai)界(jie)電(dian)磁(ci)場(chang)的(de)抵(di)禦(yu)能(neng)力(li)。在(zai)多(duo)點(dian)接(jie)地(di)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),要(yao)注(zhu)意(yi)地(di)環(huan)路(lu)問(wen)題(ti),尤(you)其(qi)是(shi)不(bu)同(tong)的(de)模(mo)塊(kuai)、設備之間組網時。地線回路導致的電磁幹擾:
理想地線應是一個零電位、零阻抗的物理實體。但實際的地線本身既有電阻分量又有電抗分量,當有電流通過該地線時,就要產生電壓降。地線會與其他連線(信號、電源線等)構成回路,當時變電磁場耦合到該回路時,就在地回路中產生感應電動勢,並由地回路耦合到負載,構成潛在的EMI威脅。
浮地
浮地是指設備地線係統在電氣上與大地絕緣的一種接地方式。
由於浮地自身的一些弱點,不太適合一般的大係統中,其接地方式很少采用關於接地方式的一般選取原則:對於給定的設備或係統,在所關心的最高頻率(對應波長為)入上,當傳輸線的長度L〉入,則視為高頻電路,反之,則視為低頻電路。根據經驗法則,對於低於1MHZ的電路,采用單點接地較好;對於高於10MHZ,則采用多點接地為佳。對於介於兩者之間的頻率而言,隻要最長傳輸線的長度L小於/20 入,則可采用單點接地以避免公共阻抗耦合。
對於接地的一般選取原則如下:
(1)低頻電路(<1MHZ),建議采用單點接地;
(2)高頻電路(>10MHZ),建議采用多點接地;
(3)高低頻混合電路,混合接地。
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