TA的每日心情 | 开心
2020-8-28 15:14 |
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在电子设计中，最常碰到的技术就是电路板的接地，从最常见的单模拟电路回路接地、单纯的数字电路回路接地到模拟数字电路的混合接地，从这些接地的方式中无不显示着电子设计的发展。如果你设计的产品还有其他的要求，例如经过EMC的检测，电路板的信号频率比较高(信号的上升时间为10ns甚至更低的数量级)，那么，需要考虑的接地技术又要符合此时的因素。那么，今天就来分析说明下在这些因素的接地技术。6 @$ Y2 R- k( `9 m5 I
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在分析电路板的接地技术之前，首先要明白一个原因，接地技术是为了提高电路稳定的因素之一。在电路设计中，通过各种接地技术来减小环路，就是这种方法之一。现在简单说下减少地环路影响采取的技术。
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2 p6 E6 B: d) ^* E9 |A 采用光耦技术连接电路
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在设计电路中，为了充分保护后级电路免予受到前面电路的影响，光耦隔离技术是常用的方法之一。这种设计中，可以很好的减少发送电路中对接受电路的影响，正是由于光耦的引入，大大减少了地环路对电路的影响。
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1 b# H" n/ H* v$ D1 sB 采用隔离变压器技术连接电路7 B& n3 c; G, x. T0 F- h( N
6 F' A. Q5 w0 E/ p# b# ]+ B这种方法中，采用1:1的变压器，这样隔离了发送电路和接收电路。使接收电路的接地回路大大减小。
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0 Y- ^7 i: D/ c$ X uC 采用共模扼流圈2 O8 v$ H% ^1 L, P
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在电路设计中，接收电路通过共模扼流圈与发射电路相连，这样，可以使接收电路的回路大大减小，同时，也为接收电路的EMC检测提供良好的技术支持。8 Q0 ]' L/ u/ |
6 i' ~* ~7 r1 ED 采用平衡电路技术
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! U7 v0 G) z" s6 z2 b; C4 g4 q这种方法中，发送电路通常为多点并联的电源，通过各个相当于并联的模块电路，最后并联的各个模块并联单点接地。在平衡电路中，各个模块的电流流动互相不影响，从而提高系统的稳定性。
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介绍完减小地环路的方法后，现在介绍下为了减少各种地的接地方法。9 _ s( u8 D' Y/ `1 ]
; T2 W( Y, K8 l. o% s- l$ j一、浮地技术
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1 A0 G% {" g9 U8 ?2 K; F, M在电子设计中，常用的一种方法是浮地技术，这种方法的电路板的信号地和外部的公共地不相连接，从而保证了电路的良好的隔离。电路与外部的地系统有良好的隔离，不易受外部地系统上干扰的影响，但是，电路上易积累静电从而产生静电干扰，有可能产生危险电压。小型低速(<1mhz)设备可以采用工作地浮地(或工作地单点接金属外壳)、金属外壳单点接大地。
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% @- ~/ n7 ^% B" _5 I% j二、串联单点接地
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这种接地方法是公司大牛推荐的一种接地方法，由于其简单，在电路板设计中不用注意那么多，所以会使用的比较多。但是，这种电路容易存在共阻抗耦合，使各个电路模块相互影响。
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三、并联单点接地$ U4 z9 `6 g9 ?9 N3 `4 z, Y
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这种方法接地，虽然摆脱了串联单点接地的共阻抗耦合的问题，但是在实际的使用中，会引入接地线过多的烦心事，至于使用哪种，需要在实际的过程中综合评价。如果电路板面积允许，就使用并联模式，如果保持各个电路模块之间连接简单，那么采用串联模式。一般情况下，下载的板子中有电源模块，模拟电路模块，数字电路模块和保护电路模块，这种情况下，我采用并联单点接地的方法。& W1 l3 b" d1 X2 ?
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四、多点接地
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8 H% K) ^: d6 \' q' y) A* O多点基地技术在日常的设计中会使用的比较多，在多模块电路设计中使用的更多，这种接地方法可以有效地减少高频干扰问题，但是，也容易产生地环路的设计问题，这设计中要充分考虑到这一点，提高系统设计的稳定性。小型高速(>10MHz)设备的工作地应与其金属机壳实现多点接地，接地点的间距应小于最高工作频率波长的1/20，且金属外壳单点接大地。
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& N( O) _3 c% W+ S+ q" e' m0 a总之，在电子电路设计中，最重要的一点是减小电路的回路面积，这对提高电子设计稳定性和提高电子系统EMC设计有着重要的作用。在实际的设计中，通过综合评价以上的各种技术，通过灵活使用，以便达到提高系统稳定性的目的。
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发表于 2020-12-21 13:39
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