
在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。如果在电路基板设计中规范地线设计,正确组合使用接地和屏蔽,则可以解决干扰问题的大部分。电子设备的接地结构大致有系统的、外壳的、数字的(逻辑的)、模拟的等。
一、正确选择单点接地和多点接地
在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,布线和元件之间的电感的影响较小,但是由接地电路形成的环路流对干扰有很大的影响,所以应该采用一点接地。如果信号操作频率大于10MHz,则接地阻抗变大,在这种情况下,尽量降低接地阻抗,采用接近多点接地。在动作频率为1~10MHz的情况下,如果采用一点接地,则该地线长不得超过波长的1/20。否则,应采用多点接地法。高频电路优选采用多点串联接地,地线应短而粗,高频元件周围尽量配置格子状的大面积接地铜箔。
二、将数字电路和模拟电路分开
电路板有高速逻辑电路也有线性电路。虽然必须尽量分离,但请不要混合两者的地线,分别连接电源端子的地线。必须尽量增大线性电路的接地面积。
三、尽量加粗接地线
当接地线较细时,接地电位随着电流的变化而变化,电子设备的定时信号电平变得不稳定,噪声电阻性能变差。因此,必须尽量使接地线变粗,通过印刷布线板的容许电流的3倍。如果可能的话,接地线的宽度必须大于3mm。
四、单层PCB的接地线
在单层(单面)PCB中,接地线的宽度应尽量宽,至少1.5mm(60mil)。由于单层PCB无法实现星形布线,跳跃线和地线宽度的变化必须保持在最小限度。否则,会引起线路阻抗和电感的变化。
五、二层PCB的地线
在双层(双面)PCB中,对数字电路优先使用接地网格/点矩阵配线,该布线方式能够降低接地阻抗、接地电路、信号环。如单层PCB那样,地线和电源线的宽度应最低为1.5mm。
另一种布局是将接地层配置在一侧,将信号和电源线配置在相反一侧。这种布置进一步降低了接地电路和阻抗。此时,可将解扩电容配置在IC供电线与接地层之间尽可能接近的地方。
六、地铜填充
在一些模拟电路中,未使用的电路板区域被大接地面覆盖以提供屏蔽并增加解块能力。然而,如果铜区域悬空(例如,未接地连接),则其表示为天线,并且可能引起电磁兼容性问题。