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[技术交流] 【和你一起聊聊NB-IoT】电路接地设计

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发表于 2019-6-21 16:06:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
电路接地设计
接地是电路设计中最基础的内容,很简单但是又很复杂。一个良好的地平面,可以帮助我们解决绝大多数的电磁兼容和各类干扰问题,让我们的电路更稳定。接地的方式有很多,具体如何接地得看我们的接的是什么地,它的作用目的是什么。接地的目的决定了接地方式。同样的电路,不同的目的,可能都要采取不同的接地方式。

一、接地追求的目标是地阻抗低、地稳定、地均衡
地阻抗低
即在设计接地线的时候要求尽可能的降低器件和地之间的阻抗,劲量加大地的面积即可。但有时候要注意低频接地≠高频接地,即低阻抗的接地要分析是属于高频还是低频的接地,二者接地特性是不一样的

地稳定
一般来说,接地阻抗足够低的话,地电流容易泻放,且不会在地线上产生压降,电路稳定性更强。

地均衡
对于一个信号来说,有用部分是两条线上的压差,如果地线漂移了,两条线上对地线的压差同等的上升或下降,即差模电压值维持不变,共模电压发生变化,电路功能是照常实现的。这种情况在静电防护的时候常用到,一个静电脉冲通过空气打到电路板上,针对局部的电路,距离远近的不同,肯定会导致产生静电感应的压差。这时候用一块金属板隔一下的话,即使该金属板浮空,对金属板后面的电路板来说,感应的将是均匀的电场,虽然感应干扰仍然存在,但起码电路上是基本均衡的。

二、共地阻抗耦合干扰
共地阻抗耦合干扰是接地里面每天都要面对的核心问题,并且几乎逃避不开。比如说电路的某一段地线上有三个地电流Ia、Ib、Ic经过通路进入地,该段地线的电阻就是共地阻抗部分,三个地电流在这段会相互影响。如果三个电流差别不大,相互之间影响不太大,但如果三个电流的差比较大,差异是好多倍时,在这段共地阻抗通路中地电流相互之间的影响就不可以忽视了,尤其是某个弱地电流支路是用于定量测量、放大或AD转换电路的时候。

三、常见的接地方法
地间大电阻连接
大电阻的特点是一旦电阻两端出现压差,就会产生很弱的导通电流,把地线上电荷泻放掉之后,最终实现两端的压差为0V。这个特点在希望电荷泻放,但又不希望快速泻放的时候,保障电路电压不会出现剧烈波动。

地间磁珠连接
磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力,可以用来吸收超高频信号。但是磁珠不等同于电感。磁珠等同于一个随频率变化的电阻,它表现的是电阻特性,是耗损性质的;电感则是储能性质的,相当于销峰填谷。所以跨接磁珠的地之间一般是有快速小电流波动的状态,因为磁珠会饱和,电流太大了,它消耗不了。一般用在弱信号的地—地之间

地间电感连接
电感具有抑制电路状态变化的特性,通过电感的连接,可以解决有较大电流波动的地—地问题。

地间小电阻连接
小电阻要解决的问题是增加了一个阻尼,阻碍地电流快速变化的过冲,在电流变化时候,使冲击电流上升沿变缓,相当于晶振输出端、总线输出端为减少过冲振铃的匹配电阻。



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