Care este clasificarea de împământare a proiectării PCB de mare viteză?
May 20, 2020
Odată cu dezvoltarea tehnologiei electronice, funcțiile produsului produselor electronice devin din ce în ce mai puternice. Proiectarea PCB joacă un rol important în proiectarea produselor electronice, deoarece proiectarea bună sau rea a PCB va afecta direct realizarea funcțiilor produsului.
În proiectarea produselor electronice, nu este dificil să proiectăm un circuit PCB pentru a-și atinge funcția. Dificultatea este că nu este afectată de diverse efecte, cum ar fi modificările de temperatură și umiditate, schimbările de presiune a aerului, șocul mecanic, coroziunea etc. măsuri pentru eliminarea sau reducerea acestor efecte. Toată lumea știe că proiectarea de împământare este fundamentul proiectării sistemului. O împământare bună este o condiție necesară pentru o funcționare sigură și stabilă a sistemului. Așadar, astăzi vom vorbi despre cunoștințele relevante despre metoda de împământare în proiectarea PCB de mare viteză.
Proiectare la pământ pentru PCB:
Împământare largă include două semnificații, și anume sol solid și teren virtual. Pământul solid se referă la conexiunea cu pământul; conexiunea virtuală la sol se referă la conexiunea cu punctul de referință potențial, când acest punct de referință este izolat electric de la sol, se numește conexiune plutitoare. Există două scopuri de împământare: unul este să asigure funcționarea stabilă și fiabilă a sistemului de control și să prevină interferențele cauzate de bucla de pământ, care este adesea numită teren de lucru; cealaltă este evitarea riscului de electrocutare a operatorului din cauza deteriorării izolației sau căderii echipamentului și asigurarea siguranței echipamentului. Aceasta se numește împământare de protecție.
Principiul selectării terenului:
Pentru un dispozitiv sau sistem dat, la lungimea de undă λ corespunzătoare celei mai mari frecvențe de interes, atunci când lungimea liniei de transmisie L> λ, este considerat ca un circuit de înaltă frecvență, în caz contrar, este considerat un circuit de frecvență joasă.
(1) Circuitul de frecvență joasă (≤ 1 MHZ), se recomandă împământarea cu un singur punct;
(2) Se recomandă un circuit de înaltă frecvență (≥ 10 MHZ), legare la pământ în mai multe puncte;
(3) Circuit mixt de frecvență înaltă și joasă, împământare mixtă, domeniul de frecvență de lucru aplicabil este în general 500 kHz - 3 0MHz;
Metoda de împământare pentru PCB:
1. Împământare cu un singur punct: Cablurile de împământare ale tuturor circuitelor sunt conectate la același punct pe planul de la sol și sunt împărțite în legătură cu un singur punct și legare la pământ paralelă cu un singur punct.
Împământare cu un singur punct este potrivită pentru circuite cu frecvențe mai mici (sub 1 MHZ). Dacă frecvența de operare a sistemului este atât de mare încât lungimea de undă de operare este comparabilă cu lungimea cablului de masă al sistemului, există o problemă cu metoda de împământare cu un singur punct. Când lungimea firului de masă este aproape de 25 procent de lungime de lungime de undă, este ca o linie de transmisie cu terminale scurtcircuitate. Curentul și tensiunea cablului de masă sunt distribuite ca valuri în picioare. Firul de masă devine o antenă care radiază și nu poate juca rolul lui GG; masă" ;.
Pentru a reduce impedanța la sol și a evita radiațiile, lungimea cablului de masă ar trebui să fie mai mică decât 5 la sută lungime de lungime de undă. În procesarea circuitului de alimentare, în general, poate fi luat în considerare un singur punct de împământare. Pentru PCB-urile utilizate într-un număr mare de circuite digitale, nu se recomandă, în general, utilizarea unei metode de împământare cu un singur punct din cauza bogatelor sale armonice de înaltă ordine.
2. Împământare cu mai multe puncte: Cablurile de masă ale tuturor circuitelor sunt împământate în apropiere. Firul de masă este foarte scurt și potrivit pentru împământare cu frecvență înaltă.
Împământare cu mai multe puncte înseamnă că fiecare punct de împământare al echipamentului este conectat direct la planul de împământare cel mai aproape de acesta, astfel încât lungimea plumbului de sol este cea mai scurtă.
Structura circuitului de împământare în mai multe puncte este simplă, iar fenomenul undelor permanente de înaltă frecvență care pot apărea pe linia de împământare este semnificativ redus. Este potrivit pentru ocazii cu frecvență mare de lucru (≥ 10 MHZ). Cu toate acestea, legarea la pământ în mai multe puncte poate provoca multe bucle de masă în interiorul dispozitivului, reducând astfel dispozitivul&# {39; rezistența la exterior câmpuri electromagnetice. În cazul împământării cu mai multe puncte, trebuie să luăm în considerare probleme de buclă, mai ales interferențe electromagnetice cauzate de bucla de la sol la rețeaua între diferite module și dispozitive:
Firul de împământare ideal ar trebui să fie o entitate fizică cu potențial zero și impedanță zero. Cu toate acestea, firul de masă propriu-zis are în sine atât o componentă de rezistență, cât și o componentă de reactanță. Când un curent curge prin firul de la sol, este generată o cădere de tensiune. Firul de la sol va forma o buclă cu alte conexiuni (semnal, linie de alimentare etc.). Când câmpul electromagnetic care variază în timp este cuplat la această buclă, o forță electromotivă indusă va fi generată în bucla de sol și cuplată la sarcină de bucla de sol, reprezentând o potențială amenințare EMI.
3. Împământare mixtă: amestecare la pământ cu un singur punct și împământare în mai multe puncte.
În general, toate modulele vor utiliza două metode de împământare într-o manieră cuprinzătoare și vor folosi o metodă de împământare mixtă pentru a completa conexiunea între pământul circuitului și planul de masă.
Dacă nu alegeți să utilizați întregul plan ca pământ comun, cum ar fi atunci când modulul în sine are două motive, trebuie să împărțiți planul de la sol, care interacționează adesea cu planul de putere. Atenție la următoarele principii:
(1) Aliniați planurile pentru a evita suprapunerea dintre planul de putere irelevant și planul de la sol, în caz contrar, toate planurile de la sol vor eșua și interfera între ele;
(2) În cazul frecvențelor înalte, se va face cuplarea între straturi prin capacitatea parazită a plăcii de circuit;
(3) Liniile de semnal dintre avioanele de sol (cum ar fi planurile digitale de sol și cele analogice) sunt conectate prin punți de sol, iar cea mai apropiată cale de întoarcere este configurată prin orificiul cel mai apropiat.
(4) Evitați rularea urmelor de înaltă frecvență, cum ar fi liniile de ceas în apropierea planului de sol izolat, provocând radiații inutile.
(5) Zona buclei formată din linia de semnal și bucla acesteia este cât se poate de mică, cunoscută și sub denumirea de regulă minimă a buclei; cu cât este mai mică zona buclei, cu atât este mai mică radiația externă și cu atât mai mică este interferența primită din lumea exterioară. Atunci când împărțiți planul de sol și semnalele de rutare, luați în considerare distribuția planului de sol și a urmelor importante ale semnalului pentru a preveni problemele cauzate de alunecarea planului de sol.
4. Teren plutitor:
Terenul plutitor se referă la o metodă de împământare în care sistemul de împământare a echipamentului este izolat electric de la sol.
Din cauza unor slăbiciuni ale terenului plutitor, acesta nu este potrivit pentru sistemele mari generale, iar metoda de împământare a acestuia este rar folosită.