濾波,屏蔽,接地;眾所周知是我們EMC設計的三大手法;其中接地設計是電子產(chǎn)品設計的一個重要問題!接地的目的如下:
A.接地可使我們的電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個公共的參考0電位,也就是各個電路之間沒有電位差,保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定的工作;
B.防止外部的電磁干擾。比如機殼接地;為瞬態(tài)干擾(ESD)提供了泄放通道;也可使因靜電感應而累積在機殼上的大量電荷通過大地泄放;如果電路有使用屏蔽罩或電路的屏蔽體,選擇合適的接地,就能獲得更好的屏蔽效果!
C.保證安全工作。當發(fā)生雷電(Surge)的電磁感應時,可避免電子設備損壞;
因此,接地對于EMS來說是抑制噪聲,防止干擾的主要方法。接地可以理解為一個等電位點或者等電位面是電子線路系統(tǒng)的基準電位,但不一定為大地電位;為了防止雷擊的損壞和保護產(chǎn)品&設備操作人員的安全,電子設備的機殼和供電系統(tǒng)的金屬構件再必須與大地相連接!而且要求接地電阻很小,不能超過規(guī)定值。
大多數(shù)產(chǎn)品都有要求接地;雖然接地可以是真正的接地,隔離或者浮地但接地的結構必須存在。接地我們有時會與為信號提供電流的回路相混淆。實際中大部分的問題是與PCB設計有關的;對于復雜系統(tǒng)的問題有時可以歸結為在模擬及數(shù)字電路之間提供參考連接及在PCB的地層和金屬外殼之間提供高頻連接的設計問題!
接地設計盡管是EMC設計中重要的方面通常處理的問題并不容易直觀理解;其實每一個電路終都要有一個參考接地源,電路設計首先考慮到的是接地設計,接地是使不希望的噪聲&干擾小化 并對電路進行隔離劃分的一個重要方法。PCB的接地及鋪地銅設計降避免許多的噪聲問題,設計良好的接地系統(tǒng)就是以低的成本來防止不希望有的干擾及發(fā)射。比如對于高速數(shù)字電路中的地平面不完整,連接電纜后由于被地平面上的噪聲電壓驅動,就會產(chǎn)生EMI的問題!
首先分享對接地電流的看法:
A.一旦有電流流過一定的阻抗,就會產(chǎn)生一定的電壓降;利用歐姆定律在電子線路板上,就沒有OV電位電壓或電流的單位可能在微伏或微安級的范圍內(nèi),存在一個較小的有限值。
B.電流總是要返回其源頭來;回路可能有許多不同的路徑,每條路徑上的電流幅值不同,這會與該路徑的阻抗有關。不希望某些電流在其中某條路徑上流動,因此就需要在該路徑上要采取抑制措施!
因此在進行產(chǎn)品設計時;首先考慮到接地是經(jīng)濟的辦法。在設計階段若沒有考慮,就意味著該系統(tǒng)在EMC方面有可能會失敗。一個設計良好的接地系統(tǒng);包含從電子線路的PCB設計,能從系統(tǒng)的角度防止EMI和EMS的問題才是關鍵的設計。
用下面的PCB鋪地及時鐘的接地設計案例進行分享關鍵設計:
電子產(chǎn)品中PCB布線鋪地的設計,對于目前低成本的物聯(lián)網(wǎng)及智能產(chǎn)品來說是眾多的設計工程師采用的方法;由于產(chǎn)品系統(tǒng)中需要有晶振推動的MCU/CPU高頻工作;PCB的鋪地設計能給系統(tǒng)EMC設計帶來優(yōu)勢!
雙面板PCB系統(tǒng)鋪地的理論和分析;鋪銅地對EMI有什么影響?
鋪地好的方面:
注意信號線的PCB板邊緣的走線 如果鋪地;這個信號線對外的信號耦合就減小了;PCB鋪銅地在PCB板的邊緣的地方就要有;鋪銅鋪在信號線之間,它就能降低信號間的串擾,串擾中的EMI輻射是跟它間接的關系的!如果兩個都能達到或者做到了 EMI效果就會好!鋪地不是每個地方按面積來數(shù)的,地要有目標的去鋪設才會有好的作用的!
我的觀點:PCB有鋪銅的條件,且這個鋪銅是有作用的,如果能提升EMI的性能;可建議采用PCB鋪地銅的法則!