PCB地線(xiàn)的干擾與抑制

4)使用共模扼流圈

地線(xiàn)電壓實(shí)際是一種共模電壓，在這個(gè)電壓的驅動(dòng)下，電纜中流過(guò)的電流是共模電流。在連接電纜上使用共模扼流圈相當于增加了地環(huán)路的阻抗，這樣在一定的地線(xiàn)電壓作用下，地環(huán)路電流會(huì )減小。但要注意控制共模扼流圈的寄生電容，否則對高頻干擾的隔離效果很差。共模扼流圈的匝數越多，則寄生電容越大，高頻隔離的效果越差。

5)平衡電路對地環(huán)路干擾的抑制

平衡電路的定義是兩個(gè)導體及其所連接的電路相對于地線(xiàn)或其他參考物體具有相同的阻抗。

高頻時(shí)平衡是很困難的，實(shí)際的電路會(huì )有很多寄生因素，如寄生電容、電感等。這些參數在頻率較高時(shí)對電路阻抗發(fā)揮著(zhù)較大作用。由于這些寄生參數的不確定性，電路的阻抗也是不確定的，因此很難保證兩個(gè)導體的阻抗完全相同。因此，在高頻時(shí)，電路平衡性往往較差，這意味著(zhù)：平衡電路對頻率較高的地環(huán)路電流干擾抑制效果較差。

3．2 消除公共阻抗耦合

消除公共阻抗耦合的途徑有兩個(gè)，一個(gè)是減小公共地線(xiàn)部分的阻抗，這樣公共地線(xiàn)上的電壓也隨之減小，從而控制公共阻抗耦合。另一個(gè)方法是通過(guò)適當的接地方式避免容易相互干擾的電路共用地線(xiàn)，一般要避免強電電路與弱電電路共用地線(xiàn)，數字電路與模擬電路共用地線(xiàn)等。并聯(lián)接地的缺點(diǎn)是接地的導線(xiàn)過(guò)多。因此在實(shí)際中，沒(méi)有必要所有電路都并聯(lián)單點(diǎn)接地，對于相互干擾較少的電路，可以采用串聯(lián)單點(diǎn)接地。例如，可以將電路按照強信號，弱信號，模擬信號，數字信號等分類(lèi)，然后在同類(lèi)電路內部用串聯(lián)單點(diǎn)接地，如圖4所示，不同類(lèi)型的電路采用并聯(lián)單點(diǎn)接地，如圖5所示。當信號頻率低于1 MHz時(shí)可采用單點(diǎn)接地的方法，使其不形成回路。信號頻率高于10 MHz時(shí)最好采用多點(diǎn)接地，盡量降低地線(xiàn)阻抗。電源線(xiàn)與地線(xiàn)應盡量靠近走線(xiàn)以減少所包圍的環(huán)路面積，從而減少外界磁場(chǎng)對環(huán)路切割產(chǎn)生的電場(chǎng)干擾，同時(shí)也減少環(huán)路對外電磁輻射。

如前所述，減小地線(xiàn)阻抗的核心問(wèn)題是減小地線(xiàn)的電感?？梢允褂帽馄綄w做地線(xiàn)，或用多條相距較遠的并聯(lián)導體作接地線(xiàn)。對于PCB，在雙層板上布地線(xiàn)網(wǎng)格能夠有效地減小地線(xiàn)阻抗，在多層板中可以專(zhuān)門(mén)用一層做地線(xiàn)來(lái)減小阻抗。

4 結論

抗干擾設計是單片機系統設計的重要環(huán)節，其設計的好壞往往決定整個(gè)系統的成敗。關(guān)于接地，許多關(guān)于電磁兼容的專(zhuān)著(zhù)中都有詳細的論述，但是，最好的接地方式應該是通過(guò)試驗來(lái)選定的，地線(xiàn)干擾也要通過(guò)試驗來(lái)查找和排除。本文介紹了地線(xiàn)引起干擾的原因和解決方法，說(shuō)明了地線(xiàn)設計中的一般方法和原則，只有在理論的指導下，經(jīng)過(guò)大量的試驗過(guò)程和經(jīng)驗積累才能更好地掌握接地系統的設計方法和干擾排除手段，從而更好的提高電路工作的可靠性。