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。
duiyudipinmonidianlu,chulejiacuhesuoduandixianzhiwai,dianlugebufencaiyongyidianjiedishiyizhidixianganraodezuijiaxuanze,zhuyaokeyifangzhiyouyudixiangonggongzukangerdaozhidebujianzhijiandehuxiangganrao。
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(you)A/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.
磁ci珠zhu有you很hen高gao的de電dian阻zu率lv和he磁ci導dao率lv,他ta等deng效xiao於yu電dian阻zu和he電dian感gan串chuan聯lian,但dan電dian阻zu值zhi和he電dian感gan值zhi都dou隨sui頻pin率lv變bian化hua。他ta比bi普pu通tong的de電dian感gan有you更geng好hao的de高gao頻pin濾lv波bo特te性xing,在zai高gao頻pin時shi呈cheng現xian阻zu性xing,所suo以yi能neng在zai相xiang當dang寬kuan的de頻pin率lv範fan圍wei內nei保bao持chi較jiao高gao的de阻zu抗kang,從cong而er提ti高gao調tiao頻pin濾lv波bo效xiao果guo。 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),buguozaigaopinshisuozengjiadeyizhizaoshengnenglibukenengruyuqideduo,eryongduochuanlianjigecizhudebanfahuihaoxie。tieyangtishicixingcailiao,huiyintongguodianliuguodaerchanshengcibaohe,daocilvjijuxiajiang。dadianliulvboyingcaiyongjiegoushangzhuanmenshejidecizhu,haiyaozhuyiqisanrecuoshi。
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),還(hai)可(ke)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)其(qi)它(ta)電(dian)路(lu),其(qi)體(ti)積(ji)可(ke)以(yi)做(zuo)得(de)很(hen)小(xiao)。特(te)別(bie)是(shi)在(zai)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)中(zhong),由(you)於(yu)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)含(han)有(you)頻(pin)率(lv)很(hen)高(gao)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo),也(ye)是(shi)電(dian)路(lu)高(gao)頻(pin)輻(fu)射(she)的(de)主(zhu)要(yao)根(gen)源(yuan),所(suo)以(yi)可(ke)在(zai)這(zhe)種(zhong)場(chang)合(he)發(fa)揮(hui)磁(ci)珠(zhu)的(de)作(zuo)用(yong)。
zaidianluzhongzhiyaodaoxianchuanguotajike。dangdaoxianzhongdianliuchuanguoshi,tieyangtiduidipindianliujihumeiyoushenmezukang,erduijiaogaopinlvdedianliuhuichanshengjiaodashuaijianzuoyong。gaopindianliuzaiqizhongyireliangxingshisanfa,qidengxiaodianluweiyigedianganheyigedianzuchuanlian,lianggezujiandezhidouyucizhudechangduchengbili。cizhuzhongleihenduo,zhizaoshangyingtigongjishuzhibiaoshuoming,tebieshicizhudezukangyupinlvguanxidequxian。
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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