PCB廠家分享PCB設計中接地問題的本質

模擬地/數字地和模擬電源/數字電源只是相對的概念。 提出這些概念的主要原因是數字電路對模擬電路的干擾已經達到了難以忍受的程度。 目前的標準處理如下：

1、經過整流濾波后，地線分為兩段，其中一段為模擬地，所有模擬電路地都接到這根模擬地上； 另一種是數字地，所有數字部分的電路地都連接到這個數字地。

2、直流電源穩壓芯片經過濾波后也分成兩塊，其中一塊經過LC/RC濾波后作為模擬電源，所有模擬部分的電路電源都接在這塊模擬電源上 ; 另一種是數字電源。 數字部分的所有電路電源都連接到這個數字電源上

注意：模擬地/數字地和模擬電源/數字電源只能在電源開始處連接。

• AVCC：模擬部分電源； AGND：模擬地
  

• DVCC：數字部分電源； DGND：數字地球
  

這種區分是為了將數字部分與模擬部分分開，減少數字部分對模擬電路部分的干擾。 然而，這兩個部分不能完全分開。 數字部分和模擬部分之間存在聯系。 因此，至少在供電時它們應該在一起。 因此，AGND 和DGND 應通過0 歐姆的電阻、磁珠或電感連接。 這樣的點連接可以減少干擾。 同樣，如果兩部分的電源相同，也應采用這種連接方法。

在電子系統設計中，為了少走彎路、節省時間，應充分考慮并滿足抗干擾要求，避免設計完成后針對抗干擾采取補救措施。 形成干擾的基本要素有3個：

(1)干擾源是指產生干擾的部件、設備或信號。 用數學語言描述為：du/dt，其中di/dt較大，為干擾源。 例如雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鐘等都可能成為干擾源。

(2)傳播路徑是指干擾從干擾源傳播到敏感設備所經過的路徑或介質。 典型的干擾傳播路徑是通過電線傳導并從空間輻射。

(3)敏感設備是指容易受到干擾的物體。 如：A/D、D/A轉換器、單片機、數字IC、弱信號放大器等。抗干擾設計的基本原則是抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高抗干擾能力 敏感設備的性能。

抑制干擾源

抑制干擾源就是盡可能減少干擾源的du/dt、di/dt。 這是抗干擾設計中最優先、最重要的原則，往往可以達到事半功倍的效果。 降低干擾源的du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯電容來實現的。 通過在干擾源電路中串聯電感或電阻以及續流二極管來降低干擾源的di/dt。

抑制干擾源的常用措施有：

(1)繼電器線圈加續流二極管，消除線圈斷開時產生的反電動勢干擾。 僅增加續流二極管會延遲繼電器的斷開時間，并且增加穩壓二極管后繼電器可以在單位時間內動作更多次。

(2)在繼電器觸點兩端并聯火花抑制電路(一般為RC串聯電路，電阻為K到幾十K，電容為0.01uF)，以減少電火花的影響。

(3)給電機加濾波電路，注意電容、電感引線盡量短。

(4)電路板上的每個IC均需并聯0.01μF～0.1μF高頻電容，以減少IC對電源的影響。 注意高頻電容的接線。 接線應靠近電源端子且盡可能短。 否則會增大電容器的等效串聯電阻，影響濾波效果。

(5) 布線時避免使用90度折線，以減少高頻噪聲發射。

(6)在晶閘管兩端并聯RC抑制電路，以降低晶閘管產生的噪聲(噪聲嚴重時，可能會擊穿晶閘管)。

根據干擾的傳播路徑，可分為傳導干擾和輻射干擾。

所謂傳導干擾是指通過導線傳輸到敏感設備的干擾。 高頻干擾噪聲的頻帶與有用信號的頻帶不同。 可以通過在線路上加濾波器來截斷高頻干擾噪聲的傳輸。 有時，可以添加隔離光耦來解決這個問題。 電源噪聲的危害性最大，因此應特別注意處理。 所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳輸到敏感設備的干擾。 一般的解決辦法是增加干擾源與敏感器件之間的距離，用地線隔離，并在敏感器件上加屏蔽層。

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