總結電路設計中三種常用接地方法
發布時間:2019-03-12 責任編輯:lina
【導讀】dixianyeshiyouzukangde,dianliuliuguodixianshi,huichanshengdianya,ciweizaoshengdianya,erzaoshengdianyazeshiyingxiangxitongwendingdeganraoyuanzhiyi,bukequ。suoyi,yaojiangdidixianzaoshengdeqiantishijiangdidixiandezukang。
dixianyeshiyouzukangde,dianliuliuguodixianshi,huichanshengdianya,ciweizaoshengdianya,erzaoshengdianyazeshiyingxiangxitongwendingdeganraoyuanzhiyi,bukequ。suoyi,yaojiangdidixianzaoshengdeqiantishijiangdidixiandezukang。
眾zhong所suo周zhou知zhi,地di線xian是shi電dian流liu返fan回hui源yuan的de通tong路lu。隨sui著zhe大da規gui模mo集ji成cheng電dian路lu和he高gao頻pin電dian路lu的de廣guang泛fan應ying用yong,低di阻zu抗kang的de地di線xian設she計ji在zai電dian路lu中zhong顯xian得de尤you為wei重zhong要yao。這zhe裏li就jiu簡jian單dan列lie舉ju幾ji種zhong常chang用yong的de接jie地di方fang法fa:
單點接地
單點接地,顧名思義,就是把電路中所有回路都接到一個單一的,相同的參考電位點上。如下圖所示。

單點接地可以分為“串聯接地”和“並聯接地”兩(liang)種(zhong)方(fang)式(shi)。串(chuan)聯(lian)單(dan)點(dian)接(jie)地(di)的(de)方(fang)式(shi)簡(jian)單(dan),但(dan)是(shi)存(cun)在(zai)共(gong)同(tong)地(di)線(xian)的(de)原(yuan)因(yin),導(dao)致(zhi)存(cun)在(zai)公(gong)共(gong)地(di)線(xian)阻(zu)抗(kang),如(ru)果(guo)此(ci)時(shi)串(chuan)聯(lian)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)是(shi)功(gong)率(lv)相(xiang)差(cha)很(hen)大(da)的(de)電(dian)路(lu),那(na)麼(me)互(hu)相(xiang)幹(gan)擾(rao)就(jiu)非(fei)常(chang)嚴(yan)重(zhong)。並(bing)聯(lian)單(dan)點(dian)接(jie)地(di)的(de)方(fang)式(shi)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)公(gong)共(gong)地(di)線(xian)耦(ou)合(he)的(de)因(yin)素(su),但(dan)是(shi)每(mei)部(bu)分(fen)電(dian)路(lu)都(dou)需(xu)要(yao)引(yin)地(di)線(xian)到(dao)接(jie)地(di)點(dian)上(shang),需(xu)要(yao)的(de)地(di)線(xian)就(jiu)過(guo)多(duo),不(bu)實(shi)用(yong)。
所以,在實際應用時,可以采用串聯和並聯混合的單點接地方式。在畫PCB板時,把互相不易幹擾的電路放一層,把互相容易發生幹擾的電路放不同層,再把不同層的地並聯接地。如下圖所示。

單點接地在高頻電路裏麵,因為地線長,地線的阻抗是永遠避免不了的因素,所以並不適用,那怎麼辦呢?下麵再介紹“多點接地”。
多點接地
dangdianlugongzuopinlvjiaogaoshi,xiangxiangyixiagaopinxinhaozaiyanzhedixianchuanboshi,suodaozhichuyingxiangzhoubiandianluhuiyouduomeyanzhong,yincisuoyoudianlujiuyaojiujinjiedaodishang,dixianyaoqiuzuiduan,duodianjiedijiuchanshengle。
多點接地,其目的是為了降低地線的阻抗,在高頻(f 一定的條件下)電路中,要降低阻抗,主要從兩個方麵去考慮,一是減小地線電阻,二是減小地線感抗。
1,減jian小xiao地di線xian導dao體ti電dian阻zu,從cong電dian阻zu與yu橫heng截jie麵mian的de關guan係xi公gong式shi中zhong我wo們men知zhi道dao,要yao增zeng加jia地di線xian導dao通tong的de橫heng截jie麵mian積ji。但dan是shi在zai高gao頻pin環huan境jing中zhong,存cun在zai一yi種zhong高gao頻pin電dian流liu的de趨qu膚fu效xiao應ying(也叫集膚效應),高gao頻pin電dian流liu會hui在zai導dao體ti表biao麵mian通tong過guo,所suo以yi單dan純chun增zeng大da地di線xian導dao體ti的de橫heng截jie麵mian積ji往wang往wang作zuo用yong不bu大da。可ke以yi考kao慮lv在zai導dao體ti表biao麵mian鍍du銀yin,因yin為wei銀yin的de導dao電dian性xing較jiao其qi他ta導dao電dian物wu質zhi優you秀xiu,故gu而er會hui降jiang低di導dao體ti電dian阻zu。
2,減小地線的感抗,最好的方法就是增大地線的麵積。
在實際應用時,地線短,地麵積大,抗幹擾的效果就會更好。
寫到這裏時,可能有人會問,如何才算是高頻電路?參考楊繼深教授的書籍《電磁兼容EMC技術》有提到“通常1MHZ以下算低頻電路,可以采用單點接地,10MHZ以上算高頻電路,可以采用多點接地的方式”,1MHZ和10MHZ時,如果最長地線不超過波長的1/20,可以單點接地,否則多點接地。
假如電路中既有高頻信號,又有低頻信號,怎麼辦?混合接地會是個好選擇!
混合接地
如圖所示。

通過圖來分析。
上圖中的第一種結構,假定工作在低頻電路中,根據容抗Zc = 1/2πfc可(ke)知(zhi),容(rong)抗(kang)在(zai)低(di)頻(pin)環(huan)境(jing)下(xia)很(hen)大(da),而(er)高(gao)頻(pin)環(huan)境(jing)下(xia)很(hen)小(xiao)。那(na)麼(me)地(di)線(xian)在(zai)低(di)頻(pin)時(shi)是(shi)斷(duan)開(kai)的(de),在(zai)受(shou)到(dao)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)時(shi)接(jie)近(jin)導(dao)通(tong)。如(ru)此(ci)接(jie)法(fa)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)避(bi)開(kai)地(di)線(xian)環(huan)路(lu)的(de)幹(gan)擾(rao)影(ying)響(xiang)。
上圖中的第二種結構,假定工作在高頻電路中,根據感抗Zl = 2πfl可ke知zhi,感gan抗kang在zai低di頻pin環huan境jing下xia很hen小xiao,而er高gao頻pin環huan境jing下xia很hen大da。那na麼me地di線xian在zai低di頻pin時shi是shi類lei似si導dao通tong的de,在zai受shou到dao高gao頻pin幹gan擾rao時shi是shi斷duan開kai。如ru此ci接jie法fa可ke以yi有you效xiao避bi開kai地di環huan路lu電dian流liu的de影ying響xiang。
綜述,在實際應用中,電路根據工作環境采用合適的接地方式可以有效避開幹擾信號,達到電路的最優效果。
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