《FPGA全程进阶---实战演练》第三章之接地设计


       信号回路的电位基准点,(直流电源的负极或者零伏点)在单板上可以分为数字地和模拟地。理想的工作地是电路参考点的等电位平面,然而在实际中,工作地被认为信号电流的低阻抗回路和电源的供电回路,这样就会有三个方面的问题,共模干扰,辐射和信号串扰;

       1.共模干扰

wps4674.tmp

图3.8 共模干扰

       如图3.8所示,所有的导体都具有一定的阻抗,电流流经地时,同样会产生压降。那么流进地的电流主要来自于两个方面:信号的回流和电源电流的回流,其中Vnoise就是电流流经工作地时产生的共模噪声电压。

       2.串扰

wps4684.tmp

图3.9 串扰

      PCB上相邻的印制线之间存在着互感和耦合电容,当信号电压或者电流信号随时间快速变化时,不可避免的会产生串扰,如图3.9所示是产生串扰的等效电路,图b中的crosstalk是总参数下的串扰。

     3.辐射与干扰

wps4695.tmp

图3.10 辐射与干扰

      PCB快速变化的电流回路,其作用是相当于一个小回路天线,它会向外进行电磁场辐射,图(a)中差模辐射与电流的大小,电流的频率,回路的面积有关,共模辐射,其与共模电流,共模电流频率,共模线的长度有关。同时也会对PCB上的电路产生共模干扰。

      那么对于上述的三个方面问题,都与PCB接地设计有关,那么如何去设计接地问题就显得尤为重要,下面说明一些原则。

     4.最小化地电感和信号回路--信号线应该尽量短,信号回路面积尽量小,速度较高的可以用有地平面的多层板,关键电路包括器件和走线应该尽量远离板的边缘,板的边缘存在较强的干扰场。

     5.地平面分割与不分割的合理应用--对于混合电路,若数字地和模拟地分割,不会出现能够很好解决信号跨越和信号回路的问题,建议采用“分区但不分割”的方法。即局部和布线时严格区分数字与模拟区域,避免数字信号和模拟信号出现公共回流路径,但地层不分割开,避免信号跨越而形成大的信号回路。

     6.接口地保持“干净”,是噪声无法通过耦合出入系统--出入PCB板信号,特别是通过电缆连接的信号易将噪声耦合出入系统,注意保持I/O地不受到共模干扰,接口部分的电源地尽量采用平面。

      7.电路合理分区,控制不同模块之间的共模电流—对于纯数字电路,应该注意按照电路工作速率高、中、低以及I/O进行分区,减少电路模块之间的共模电流。

本站声明
本文转载自:http://www.cnblogs.com/raymon-tec/p/5028459.html     作者:raymon_tec     发布日期:2015-12-08     本站转载的文章为个人学习借鉴使用,本站对版权不负任何法律责任。如果侵犯了您的隐私权益,请联系我们删除。


 
© 2014-2016 ITdaan.com 粤ICP备14056181号