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多層PCB抄板接地方法

  接地技術既應用于單層PCB抄板,也應用于多層PCB抄板。接地技術的目標是最小化接地阻抗,以此減少從電路返回到電源之間的接地回路的電勢。根據經驗法則,在高密度和高頻率的場合通常使用四層板,就EMC而言比二層板好20DB以上。在四層板的條件下,往往可以使用一個完整的地平面和完整的電源平面,在這種條件下只需要進行分成幾組的電路的地線與地平面連接,并且將工作噪聲地特別的處理。
  從各個電路的地線連接到地平面可以采取很多做法,包括:
  PCB
  單點和多點接點方式
 、 單點接地:所有電路的地線接到地線平面的同一點,分為串聯單點接地和并聯單點接地。
 、 多點接地:所有電路的地線就近接地,地線很短適合高頻接地。
 、 混合接地:將單點接地和多點接地混合使用。
  在低頻率、小功率和相同電源層之間,單點接地是最為適宜的,通常應用于模擬電路之中;這里一般采用星型方式進行連接降低了可能存在的串聯阻抗的影響,如圖右半部分所示。高頻率的數字電路就需要并聯接地了,在這里一般通過地孔的方式可較為簡單的處理,如圖的左半部分所示;一般所有的模塊都會綜合使用兩種接地方式,采用混合接地的方式完成電路地線與地平面的連接。

  

  混合接地方式
  如果不選擇使用整個平面的作為公共的地線,比如模塊本身有兩個地線的時候,就需要進行對地平面進行分割,這往往與電源平面有相互作用。注意以下的幾點原則:
 。1) 將各個平面對齊處理,避免無關的電源平面和地平面之間的重疊,否則將導致所有的地平面分割失效,彼此之間產生干擾;
 。2) 在高頻的情況下,層間通過電路板寄生電容會產生耦合;
 。3) 在地平面之間(如數字地平面和模擬地平面)的信號線使用地橋進行連接,并且通過就近的通孔配置最近的返回路徑。
 。4) 避免在隔離的地平面附近走時鐘線等高頻走線,引起不必要的輻射。
 。5) 信號線與其回路構成的環面積盡可能小,也被稱為環路最小規則;環面積越小,對外的輻射越少,接收外界的干擾也越小。在地平面分割和信號走線時,要考慮到地平面與重要信號走線的分布,防止由于地平面開槽等帶來的問題。
  地之間的連接方法
 、 地間電路板普通走線連接:使用這種方法可以保證在中兩個地線之間可靠的低阻抗導通,但僅限于中低頻信號電路地之間的接法。
 、 地間大電阻連接:大電阻的特點是一旦電阻兩端出現壓差,就會產生很弱的導通電流,把地線上電荷泄放掉之后,最終實現兩端的壓差為零。
 、 地間電容連接:電容的特性是直流截止和交流導通,應用于浮地系統中。
 、 地間磁珠連接:磁珠等同于一個隨頻率變化的電阻,它表現的是電阻特性。應用于快速小電流波動的弱信號的地與地之間。
 、 地間電感連接:電感具有抑制電路狀態變化的特性,可以削峰填谷,通常應用于兩個有較大電流波動的地與地之間。
 、 地間小電阻連接:小電阻增加了一個阻尼,阻礙地電流快速變化的過沖;在電流變化時候,使沖擊電流上升沿變緩。

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