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数字地和模拟地

数字地和模拟地
数字地和模拟地

(A)为什么要将模拟地和数字地分开,如何分开?

Answer:模拟信号和数字信号都要回流到地,因为数字信号变化速度快,从而在数字地上引起的噪声就会很大,而模拟信号是需要一个干净的地参考工作的。如果模拟地和数字地混在一起,噪声就会影响到模拟信号。一般来说,模拟地和数字地要分开处理,然后通过细的走线连在一起,或者单点接在一起。总的思想是尽量阻隔数字地上的噪声窜到模拟地上。当然这也不是非常严格的要求模拟地和数字地必须分开,如果模拟部分附近的数字地还是很干净的话可以合在一起。

一个单片机系统,频率12M,有数字部分,又有模拟部分,为抑制干扰,请问是采取多点接地还是单点接地?

最佳答案

模拟电路涉及弱小信号,但是数字电路门限电平较高,对电源的要求就比模拟电路低些。既有数字电路又有模拟电路的系统中,数字电路产生的噪声会影响模拟电路,使模拟电路的小信号指标变差,克服的办法是分开模拟地和数字地。对于低频模拟电路,除了加粗和缩短地线之外,电路各部分采用一点接地是抑制地线干扰的最佳选择,主要可以防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。而对于高频电路和数字电路,由于这时地线的电感效应影响会更大,一点接地会导致实际地线加长而带来不利影响,这时应采取分开接地和一点接地相结合的方式。另外对于高频电路还要考虑如何抑制高频辐射噪声,方法是:尽量加粗地线,以降低噪声对地阻抗;满接地,即除传输信号的印制线以外,其他部分全作为地线。不要有无用的大面积铜箔。地线应构成环路,以防止产生高频辐射噪声,但环路所包围面积不可过大,以免仪器处于强磁场中时,产生感应电流。但如果只是低频电路,则应避免地线环路。数字电源和模拟电源最好隔离,地线分开布置,如果有A/D,则只在此处单点共地。低频中没有多大影响,但建议模拟和数字一点接地。高频时,可通过磁珠把模拟和数字地一点共地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题∶

1、用磁珠连接;

2、用电容连接;

3、用电感连接;

4、用0欧姆电阻连接。

磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显着抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。电容隔直通交,造成浮地。电感体积大,杂散参数多,不稳定。0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强.在PCB板布线中,整个PCB板中的布线完成得都很好,但如果电源、地线的布置考虑不周到而引起干扰,使产品的性能下降,严重时会降低产品的成功率。要把电源线和地线处理好,将电源线和地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。

一、电源线和地线的布线规则如下:

1)芯片的电源引脚和地线引脚之间应进行去耦。去耦电容采用0.01uF的片式电容,应贴近芯片安装,使去耦电容的回路面积尽可能减小。。

2)尽量加宽电源线、地线宽度,最好是地线比电源线宽。它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm。

3)对于两层板来说,最好这样规划:表层走多条电源信号,另一层走多条地信号,让电源和地信号像“井”字形排列,基本上不走环线。

4)一般都是就近接地,但要区分模拟和数字地:模拟器件就接模拟地,数字器件就接数字地;大信号地和小信号地也分开来。

5)数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用,模拟电路的地不能这样使用。

6)用大面积铜层作地线,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用,或是做成多层板,电源和地线各占用一层。

7)应避免梳状地线,这种结构使信号回流环路很大,会增加辐射和敏感度,并且芯片之间的公共阻抗也可能造成电路的误操作。

8)选用贴片式芯片时,尽量选用电源引脚与地引脚靠得较近的芯片,可以进一步减小去耦电容的供电回路面积,有利于实现电磁兼容。板上装有多个芯片时,地线上会出现较大的电位差,应把地线设计成封闭环路,提高电路的噪声容限。

9)同时具有模拟和数字功能的电路板,模拟地和数字地通常是分离的,只在电源处连接避免相互干扰。不要把数字电源与模拟电源重叠放置,否则就会产生耦合电容,破坏分离度。最好的接法是,模拟和数字的电源都分开接,地线也不要接一起。能避免干扰。如果电源是一路就加一个好了电容选100微法在并接上0.1微法的小电容(无极性),如果电源是二路,那就加二个。

10)电源线尽可能靠近地线以减小供电环路面积,差模辐射小,有助于减小电路交扰。不同电源的供电环路不要相互重叠。

二、规则的检查

布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查如下几个方面。

1)线与线、线与元件焊盘、线与贯通孔、元件焊盘与贯通孔、贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。

2)电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗),在PCB 中是否还有能让地线加宽的地方。

3)对于关健的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。

4)模拟电路和数字电路部分是否有各自独立的地线。

5)后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。

6)对一些理想的线形进行修改。

7)在PCB上是否加有工艺线,阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上等。

8)多层板中的电源地层的外框是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。9)IC去偶电容的布局是否尽量靠近IC的电源管脚,电源和地之间形成的回路是否最短。10)在印制版上是否增加必要的去藕电容,滤除电源上的干扰信号,使电源信号稳定

随着电子技术的飞速发展,电子产品越来越来越趋向高速、宽带、高灵敏度、高密集度和小型化,这种趋势导致了PCB电路板设计中电磁兼容(EMC)问题的严重化.特别是电源和地线的电磁干扰(EMI)问题,成为目前PCB电磁兼容设计中急待解决的技术难题和系统工程。

1、电源和接地在电磁兼容中的影响电磁兼容性是指设备或者是系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。电磁兼容包括干扰源、耦合通路和敏感体三要素。随着数字时代电子产品的发展,特别是高速PCB设计中,数字电路PCB使电子产品的电磁辐射加重,同时,信号线之间的串扰问题和电容耦合也大大增加。这种干扰主要是由于电源电网噪声的污染以及地线存在阻抗不匹配造成的,包括来自变压器

的电源噪声、电源总线电压瞬变造成的电磁辐射、接地系统偏离零电位过大造成的干扰电压、传输线路始端和终端的地线噪声等。因此,在数字电子设备的抗ddddd干扰对策上,电源噪声和接地阻抗成为电磁干扰主要的研究对象,合理进行电源和地线的设计和布局成为解决EMC问题的关键途径。

2、电源和接地在电磁兼容中的干扰分析

2.1电源干扰分析

由于电子电路通过电源电路接到电网,所以电网的噪声可以通过电源电路干扰电子线路。在PCB电路板设计中,由电源造成的电磁兼容问题主要是电源噪声,主要表现在下面三个方面:

(1) 众多的电子产品大量应用数字器件、模拟器件及数字模拟混合器件,如DSP芯片、CPU、动态RAM、D/A 变换器和其他数字逻辑器件等.它们工作时会引起电路板内电源电压和地电平波动,导致信号波形产生尖峰过冲或衰减震荡,造成IC电路的噪声容限下降,从而引起误动作。

(2)大部分电子电路的供电系统是采用交流变压→整流→滤波→稳压得到.因此变压器的耦合成为电源噪声传播的主要途径。变压器的初次级线圈存在分布电容,通常达几百pF,对高频噪声有很低的阻抗,电网高频尖峰脉冲能够穿越变压器而产生电源噪声。

(3)由于输电线存在电阻,当电源过压、欠压、断电等故障均能产生噪声干扰。这些干扰常常是缓慢变化,称为电源的慢变化干扰。

2.2 地线干扰分析

地线不仅作为电位基准点的等电位点,还可以作为信号的低阻抗回路。它的电位并不是恒定的,地线上最常见的干扰就是地环路电流导致的地环路干扰。

(1)地线电磁干扰

地线的实质是信号回流源的低阻抗路径。由于地线的阻抗不为零,引起地线各点电位差的形成。从而造成电路的误动作,形成地线干扰。而地线阻抗主要是由导线的电感引起的,频率越高,阻抗越大,这也是造成电磁干扰的主要因素。因此,减少这些干扰重点在于尽可能减小地线的阻抗。对于数字电路尤为重要。

(2)地环路干扰

由于地线阻抗的存在,当大电流流过地线时,会产生很大地电位差。如图1,两大功率电器由于电路的不平衡性.每根导线电流不同,形成差模电压。构成环路干扰。这种干扰主要是由电缆与地线构成的环路电流产生的。称为地环路干扰。

(3)公共阻抗干扰

当多个电路共用一段地线时,由于地线阻抗的影响,一个电路的地电位会受另一个电路工作电流的限制,同时,一个电路的信号也会耦合进入另一个电路。形成公共阻抗干扰。如图2所示。由于电磁干扰主要是由电源线和地线的阻抗和分布电感引起的,按照Er=IR和

EL=L(dI/dt),电流的变化率越快。分布电感产生的感应电压就越大。在高速PCB电路板设计中,由于时钟频率很高。而且电流的变化很快,所以“dI/dt”很大,电磁干扰问题就更加明显和突出。

3、电磁兼容设计处理

3.1 电源线的电磁兼容设计处理

(1)根据印制板PCB 电流的大小,尽量加大电源线宽度。减少环路电阻,同时,使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致。有助于增强抗噪声能力。

(2)尽量选用贴片元件,缩短引脚长度,减少去耦电容供电回路面积,减少元件分布电感的影响,有利于实现电磁兼容。

(3)在电源变压器前端加装电源滤波器,抑制共模噪声和串模噪声,隔离外部和内部脉冲噪声的干扰。

(4) 印制电路板的供电线路应加上滤波器和去耦电容。在板的电源引入端加上较大容量的电解电容作低频滤波.再并联一只容量较小的瓷片电容作高频滤波。

(5) 不要把模拟电源和数字电源重叠放置避免产生耦合电容,造成相互干扰。

3.2 地线的电磁兼容设计处理

(1)为了减少地环路干扰.必须想办法消除环路电流的形成,具体可以采用光隔离器、变压器、共模扼流圈切断地环路电流的形成或者采用平衡电路消除环路电流等。

(2)为了消除公共阻抗的耦合,可减小公共地线部分的阻抗,加粗地线或对地铺铜处理;另一方面可以通过适当的接地方式避免相互干扰,比如并联单点接地(图3)或串并联混合单点接地(图4),彻底消除公共阻抗。

(3)数字地和模拟地要分开,并单独设置模拟地和数字地。低频电路为防止串扰,地线应尽量采用单点并联接地,高频电路宜采用多点串联接地,地线要短而粗,高频元件周围尽量用栅格状大面积铺铜加以屏蔽。

(4)对于多层扳,应专门设置地线层。

(5)印制板导线的电感与长度和长度的对数成正比,与宽度的对数成反比,为减少地线的电感,应尽量减小导线的长度。

4 结束语

电源和地线的干扰问题是电磁兼容设计中必须慎重考虑并解决的关键一环。它与PCB电路板的性能有着密切的联系.但它只是电磁兼容设计中的一部分。在EMC 设计中,还要考虑反射噪声、串扰噪声、辐射发射噪声、退耦电容、元件布局和其他工艺技术问题等因素的影响和干扰。通常,采用以上的抗干扰措施,可大大地消除电源和地线的电磁干扰,但过多的采用抗干扰措施,也会产生新的干扰,导致系统成本的增加,系统可靠性下降。所以应根据设计条件和目标要求,合理采用抗EMC措施,设计出具备良好EMC 性能的PCB 电路板。

模拟地和数字地的分割

中 国产品研发易站w w w .r d e a s y .c n 有关模拟地和数字地分割的介绍 如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢?在设计之前必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽可能减小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。相反,如果系统存在两个参考面,就可能形成一个偶极天线(注:小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比);而如果信号不能通过尽可能小的环路返回,就可能形成一个大的环状天线(注:小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。在设计中要尽可能避免这两种情况。 有人建议将混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开,这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。尽管这种方法可行,但是存在很多潜在的问题,在复杂的大型系统中问题尤其突出。最关键的问题是不能跨越分割间隙布线,一旦跨越了分割间隙布线,电磁辐射和信号串扰都会急剧增加。在PCB 设计中最常见的问题就是信号线跨越分割地或电源而产生EMI 问题。 我们采用上述分割方法,而且信号线跨越了两个地之间的间隙,信号电流的返回路径是什么呢?假定被分割的两个地在某处连接在一起(通常情况下是在某个位置单点连接),在这种情况下,地电流将会形成一个大的环路。流经大环路的高频电流会产生辐射和很高的地电感,如果流过大环路的是低电平模拟电流,该电流很容易受到外部信号干扰。最糟糕的是当把分割地在电源处连接在一起时,将形成一个非常大的电流环路。另外,模拟地和数字地通过一个长导线连接在一起会构成偶极天线。 了解电流回流到地的路径和方式是优化混合信号电路板设计的关键。许多设计工程师仅仅考虑信号电流从哪儿流过,而忽略了电流的具体路径。如果必须对地线层进行分割,而且必须通过分割之间的间隙布线,可以先在被分割的地之间进行单点连接,形成两个地之间的连接桥,然后通过该连接桥布线。这样,在每一个信号线的下方都能够提供一个直接的电流回流路径,从而使形成的环路面积很小。 采用光隔离器件或变压器也能实现信号跨越分割间隙。对于前者,跨越分割间隙的是光信号;在采用变压器的情况下,跨越分割间隙的是磁场。还有一种可行的办法是采用差分信号:信号从一条线流入从另外一条信号线返回,这种情况下,不需要地作为回流路径。 要深入探讨数字信号对模拟信号的干扰必须先了解高频电流的特性。高频电流总是选择阻抗最小(电感最低),直接位于信号下方的路径,因此返回电流会流过邻近的电路层,而无论这个临近层是电源层还是地线层。 在实际工作中一般倾向于使用统一地,而将PCB 分区为模拟部分和数字部分。模拟信号在电路板所有层的模拟区内布线,而数字信号在数字电路区内布线。在这种情况下,数字信号返回电流不会流入到模拟信号的地。 只有将数字信号布线在电路板的模拟部分之上或者将模拟信号布线在电路板的数字部分之上时,才会出现数字信号对模拟信号的干扰。出现这种问题并不是因为没有分割地,真正的原因是数字信号的布线不 适当。 PCB 设计采用统一地,通过数字电路和模拟电路分区以及合适的信号布线,通常可以解决一些比较困难的布局布线问题,同时也不会产生因地分割带来的一些潜在的麻烦。在这种情况下,元器件的布局和分区就成为决定设计优劣的关键。如果布局布线合理,数字地电流将限制在电路板的数字部分,不会干扰模拟

PCB数字地和模拟地

数字地和模拟地 ★数字地与模拟地的区别 简单来说,数字地是数字信号的对地,模拟地是模拟信号的对地。 由于数字信号一般为矩形波,带有大量的谐波。如果电路板中的 数字地与模拟地没有从接入点分开,数字信号中的谐波很容易会 干扰到模拟信号的波形。当模拟信号为高频或强电信号时,也会 影响到数字电路的正常工作。 存在问题的根本原因是,谁也无法保证电路板上铜箔的电阻为零, 在接入点将数字地和模拟地分开,就是为了将数字地和模拟地的 共地电阻降到最小。 ★数字地和模拟地处理的基本原则如下: 1模拟地和数字地之间链接 (1)模拟地和数字地间串接电感一般取值多大? 一般用几uH到数十uH。 (2)用0欧电阻是最佳选择(1)可保证直流电位相等、(2)单点接地(限制噪声)、(3)对所有频率的噪声都有衰减作用(0欧也有阻抗,而且电流路径狭窄,可以限制噪声电流通过)。 磁珠相当于带阻陷波器,只对某个频点的噪声有抑制作用,如果不能预知噪点,如何选择型号,况且,噪点频率也不一定固定,故磁珠不是一个好的选择。 电容不通直流,会导致压差和静电积累,摸机壳会麻手。如果把电容和磁珠并联,就是画蛇添足,因为磁珠通直,电容将失效。串联的话就显得不伦不类。 电感特性不稳定,离散分布参数不好控制,体积大。电感也是陷波,LC谐振(分布电容),对噪点有特效。 总之,关键是模拟地和数字地要一点接地。 建议,不同种类地之间用0欧电阻相连;电源引入高频器件时用磁珠;高频信号线耦合用小电容;电感用在大功率低频上。 2 磁珠 采用在高频段具有良好阻抗特性的铁氧体材料烧结面成,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。 主要参数: 标称值:因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆 .一般以100MHz为标准,比如2012B601,就是指在100MHz的时候磁珠的阻抗为600欧姆。 额定电流:额定电流是指能保证电路正常工作允许通过电流. 3 电感与磁珠的区别: 有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈,少于一匝(导线直通磁环)的线圈习惯称之为磁珠; 电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件;

模拟地和数字地单点接地

模拟地和数字地单点接地 只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。 *磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。 *电容隔直通交,造成浮地。 *电感体积大,杂散参数多,不稳定。 *0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。 跨接时用于电流回路 当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。 配置电路 一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。 空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。 其他用途 布线时跨线 调试/测试用 临时取代其他贴片器件 作为温度补偿器件

更多时候是出于EMC对策的需要。另外,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。 ;-------------------------------------------------------- 大尺寸的0欧电阻还可当跳线,中间可以走线 还有就是不同尺寸0欧电阻允许通过电流不同,一般0603的1A,0805的2A,所以不同电流会选用不同尺寸的还有就是为磁珠、电感等预留位置时,得根据磁珠、电感的大小还做封装,所以0603、0805等不同尺寸的都有了 ;----------------------------------------- 0欧姆电阻一般用在混合信号的电路中,在这种电路中为了减小数字部分和模拟部分的相互干扰,他们的电源地线都是分开布的,但在电源的入口点又需要连在一起,一般是通过0欧姆电阻连接的,这样既达到了数字地和模拟地间无电压差,又利用了0欧姆电阻的寄生电感滤除了数字部分对模拟部分的干扰.

模拟地和数字地的区别

为什么数字地和模拟地要分开 在做简单电路时,是可以不用分开的。但为什么大家都说要把他们分开接呢? 其实本质是对的,就是数字地,模拟地都是地,并不是他们俩头上长角,十分的怪异,要明白为什么要分开,先听我说一个故事 我们公司所在的商务楼共有3楼,2楼是搞模拟的,3楼是做数字的,整幢楼只有一部电梯,平时人少的时候还好办,上2楼,上3楼互不影像,但每天早上上下班的时候就不得了了,人多得很,搞数字的要上3楼,总是被2楼的模拟影响,2楼模拟的人要下楼,总是要等电 梯上了3楼,再下来,互相影响很是麻烦, 商务楼的物业为解决这个问题,提出了2个方案, 第1个(笑死人了) 电梯扩大,可以装更多的人, 电梯大了是好,但公司会招人,人又多了,再换电梯,再招人...永远死循环,有一个办法到挺好,大家索性不要电梯,直接往下跳,不管2楼的,3楼的,肯定解决问题,但肯定会 出问题(第1个被枪毙掉了) 第2个 装2部电梯,一部专门上2楼,另一部专门上3楼 WondeRFul!太机智了,这样2层楼面的工作人员就互不影响了。 End 明白了否? 数字地,模拟地互相会影响不是因为一个叫数字,一个叫模拟,而是他们用了同一部电梯--地,而这部电梯所用的井道就是我们在PCB上布得地线。 模拟回路的电流走这条线,数字回路的电流也走这条线,本来无可厚非,线布着就是用来导 通电流的,可问题处在这根线上有电阻! 而且最根本的问题是走这条线的电流要去2个不同的回路。 假设一下,有2股电流,数流,模流同时从地出发。有2个器件,数件,模件。 若2个回路不分开,数流,模流回走到数件的接地端前的时候,损耗的电压为v v=(数流+模流)x走线电阻 相当于数字器件的接地端相对于地端升高了v 数字器件不满意了,我承认会升高少许电压,数流的那部分我认了,但模流的为什么要加在 我头上? 同理模拟器件也会同样抱怨 2个解决方案 第1个:你布的PCB线没有阻抗,自然不会引起干扰,就像2、3楼直接往下跳,那是井道

接地数字地,模拟地,信号地区别与接法

接地:数字地,模拟地,信号地区别与接法 除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。控制系统中,大致有以下几种地线: (1)数字地:也叫逻辑地,是各种开关量(数字量)信号的零电位。 (2)模拟地:是各种模拟量信号的零电位。 (3)信号地:通常为传感器的地。 (4)交流地:交流供电电源的地线,这种地通常是产生噪声的地。 (5)直流地:直流供电电源的地。 (6)屏蔽地:也叫机壳地,为防止静电感应和磁场感应而设。 以上这些地线处理是系统设计、安装、调试中的一个重要问题。下面就接地问题提出一些看法: (1)控制系统宜采用一点接地。一般情况下,高频电路应就近多点接地,低频电路应一点接地。在低频电路中,布线和元件间的电感并不是什么大问题,然而接地形成的环路的干扰影响很大,因此,常以一点作为接地点;但一点接地不适用于高频,因为高频时,地线上具有电感因而增加了地线阻抗,同时各地线之间又产生电感耦合。一般来说,频率在1MHz以下,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1~10MHz之间可用一点接地,也可用多点接地。 (2)交流地与信号地不能共用。由于在一段电源地线的两点间会有数mV甚至几V电压,对低电平信号电路来说,这是一个非常重要的干扰,因此必须加以隔离和防止。 (3)浮地与接地的比较。全机浮空即系统各个部分与大地浮置起来,这种方法简单,但整个系统与大地绝缘电阻不能小于50MΩ。这种方法具有一定的抗干扰能力,但一旦绝缘下降就会带来干扰。还有一种方法,就是将机壳接地,其余部分浮空。这种方法抗干扰能力强,安全可靠,但实现起来比较复杂。 (4)模拟地。模拟地的接法十分重要。为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可采用屏蔽浮技术。对于具体模拟量信号的接地处理要严格按照操作手册上的要求设计。 (5)屏蔽地。在控制系统中为了减少信号中电容耦合噪声、准确检测和控制,对信号采用屏蔽措施是十分必要的。根据屏蔽目的不同,屏蔽地的接法也不一样。电场屏蔽解决分布电容问题,一般接大地;电磁场屏蔽主要避免雷达、电台等高频电磁场辐射干扰。利

模拟地和数字地的说明

模拟地与数字地详解 二者本质是一直的,就是数字地和模拟地都是地。要明白为什么要分开,先听一个故事;我们公司的商务楼,2楼是搞模拟的,3楼是搞数字的,整幢楼只有一部电梯,平时人少的时候还好办,上2楼上3楼互不影响,但每天上下班的时候就不得了了,人多得很,搞数字的要上3楼,总是被2楼搞模拟的人影响,2楼模拟的人要下楼,总是要等电梯上了3楼再下来,互相影响很是麻烦,商务楼的物业为解决这个问题,提出了2个方案:第 1个(笑死人了)电梯扩大,可以装更多的人,电梯大了是好,但公司会招人,人又多了,再换电梯,再招人...永远死循环,有一个办法到挺好,大家索性不要电梯,直接往下跳,不管2楼的3楼的,肯定解决问题,但肯定会出问题(第1个被枪毙掉了)。第2个办法装2部电梯,一部专门上2楼,另一部专门上3楼,Wonderful!太机智了,这样2层楼面的工作人员就互不影响了。明白了否? 数字地、模拟地互相会影响不是因为一个叫数字,一个叫模拟,而是他们用了同一部电梯:地,而这部电梯所用的井道就是我们在PCB上布得地线。模拟回路的电流走这条线,数字回路的电流也走这条线,本来无可厚非,线布着就是用来导通电流的,可问题出在这根线上有电阻!而且最根本的问题是走这条线的电流要去2个不同的回路。假设一下:有 2股电流,数流,模流同时从地出发。有2个器件:数字件和模拟件。若2个回路不分开,数流模流走到数字件的接地端前的时候,损耗的电压为V=(数流+模流)X走线电阻,相当于数字器件的接地端相对于地端升高了V,数字器件不满意了,我承认会升高少许电压,数流的那部分我认了,但模流的为什么要加在我头上?同理模拟器件也会同样抱怨! 两个解决方案:第1个:你布的PCB线没有阻抗,自然不会引起干扰,就像2、3楼直接往下跳,那是井道最宽的时候,也就是可以装一个无限大的电梯,自然谁都不影响谁,但谁都知道,This is mission impossible!第2个:2条回路分开走,数流,模流分开,既数地、模地分开。 同理,有时虽在模拟回路中,但也要分大、小电流回路,就是避免相互干扰。所谓的干扰就是:2个不同回路中的电流在PCB走线上引起的电压,这2部分电压互相叠加而产生的。 下面再具体介绍,简单来说,数字地是数字电路部分的公共基准端,即数字电压信号的基准端;模拟地是模拟电路部分的公共基准端,模拟信号的电压基准端(零电位点)。 一,分为数字地和模拟地的原因 由于数字信号一般为矩形波,带有大量的谐波。如果电路板中的数字地与模拟地没有从接入点分开,数字信号中的谐波很容易会干扰到模拟信号的波形。当模拟信号为高频或强电信号时,也会影响到数字电路的正常工作。模拟电路涉及弱小信号,但是数字电路门限电平较高,对电源的要求就比模拟电路低些。既有数字电路又有模拟电路的系统中,数字电路产生的噪声会影响模拟电路,使模拟电路的小信号指标变差,克服的办法是分开模拟地和数字地。 存在问题的根本原因是,无法保证电路板上铜箔的电阻为零,在接入点将数字地和模拟地分开,就是为了将数字地和模拟地的共地电阻降到最小。

电源地 信号地 模拟地 数字地

从参考电平的角度看,都是同一个地,最终都要接到一起获得相同的参考电位。对于地的分开,主要是从布线的角度看的。减少不同电路之间地的干扰。 电源的地不能看成模拟地,信号地也不能看成数字地。因为电源有给模拟电路供电的,有给数字电路供电的。信号有数字信号和模拟信号。 主要是根据电路的性能来分割地,对于数字信号3.3v电路,2。5V电路和5V电路的地也可能有分开的需要。即使是同一个供电的数字电路,有时候也有布线的要求,例如大电流的IO部分的地,可能需要单独处理。 大地一般指机壳,这个部分有ESD和屏蔽的需要的。有些时候电路地通过一个1M电阻同外壳相连,有时候直接连接。要根据应用和ESD的要求来处理。 总之,地的逻辑连接特性和PCB上的物理特性是要区分来看的。理论上讲地是0电压的,但是在实际PCBA 上地是有很多噪声和反弹的。 关于接地:数字地、模拟地、信号地、交流地、直流地、屏蔽地、浮地 除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。控制系统中,大致有以下几种地线:(1)数字地:也叫逻辑地,是各种开关量(数字量)信号的零电位。 (2)模拟地:是各种模拟量信号的零电位。 (3)信号地:通常为传感器的地。 (4)交流地:交流供电电源的地线,这种地通常是产生噪声的地。 (5)直流地:直流供电电源的地。 (6)屏蔽地:也叫机壳地,为防止静电感应和磁场感应而设。 以上这些地线处理是系统设计、安装、调试中的一个重要问题。下面就接地问题提出一些看法: (1)控制系统宜采用一点接地。一般情况下,高频电路应就近多点接地,低频电路应一点接地。在低频电路中,布线和元件间的电感并不是什么大问题,然而接地形成的环路的干扰影响很大,因此,常以一点作为接地点;但一点接地不适用于高频,因为高频时,地线上具有电感因而增加了地线阻抗,同时各地线之间又产生电感耦合。一般来说,频率在1MHz以下,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1~10MHz之间可用一点接地,也可用多点接地。 (2)交流地与信号地不能共用。由于在一段电源地线的两点间会有数mV甚至几V电压,对低电平信号电路来说,这是一个非常重要的干扰,因此必须加以隔离和防止。 (3)浮地与接地的比较。全机浮空即系统各个部分与大地浮置起来,这种方法简单,但整个系统与大地绝缘电阻不能小于50MΩ。这种方法具有一定的抗干扰能力,但一旦绝缘下降就会带来干扰。还有一种方法,就是将机壳接地,其余部分浮空。这种方法抗干扰能力强,安全可靠,但实现起来比较复杂。 (4)模拟地。模拟地的接法十分重要。为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可采用屏蔽浮技术。对于具体模拟量信号的接地处理要严格按照操作手册上的要求设计。 (5)屏蔽地。在控制系统中为了减少信号中电容耦合噪声、准确检测和控制,对信号采用屏蔽措施是十分必要的。根据屏蔽目的不同,屏蔽地的接法也不一样。电场屏蔽解决分布电容问题,一般接大地;电磁场屏蔽主要避免雷达、电台等高频电磁场辐射干扰。利用低阻金属材料高导流而制成,可接大地。磁场屏蔽用以防磁铁、电机、变压器、线圈等磁感应,其屏蔽方法是用高导磁材料使磁路闭合,一般接大地为好。当信号电路是一点接地时,低频电缆的屏蔽层也应一点接地。如果电缆的屏蔽层地点有一个以上时,将产生噪声电流,形成噪声干扰源。当一个电路有一个不接地的信号源与系统中接地的放大器相连时,输入端的屏蔽应接至放大器的公共端;相反,当接地的信号源与系统中不接地的放大器相连时,放大器的输入端

数字地和模拟地区别

模拟地与数字地 简单来说,数字地是数字电路部分的公共基准端,即数字电压信号的基准端;模拟地是模拟电路部分的公共基准端,模拟信号的电压基准端(零电位点)。 一、分为数字地和模拟地的原因: 由于数字信号一般为矩形波,带有大量的谐波。如果电路板中的数字地与模拟地没有从接入点分开,数字信号中的谐波很容易会干扰到模拟信号的波形。当模拟信号为高频或强电信号时,也会影响到数字电路的正常工作。模拟电路涉及弱小信号,但是数字电路门限电平较高,对电源的要求就比模拟电路低些。既有数字电路又有模拟电路的系统中,数字电路产生的噪声会影响模拟电路,使模拟电路的小信号指标变差,克服的办法是分开模拟地和数字地。 存在问题的根本原因是,无法保证电路板上铜箔的电阻为零,在接入点将数字地和模拟地分开,就是为了将数字地和模拟地的共地电阻降到最小。 二、数字地和模拟地处理的基本原则如下: 如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥。 对于低频模拟电路,除了加粗和缩短地线之外,电路各部分采用一点接地是抑制地线干扰的最佳选择,主要可以防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。 而对于高频电路和数字电路,由于这时地线的电感效应影响会更大,

一点接地会导致实际地线加长而带来不利影响,这时应采取分开接地和一点接地相结合的方式。 另外对于高频电路还要考虑如何抑制高频辐射噪声,方法是:尽量加粗地线,以降低噪声对地阻抗;满接地,即除传输信号的印制线以外,其他部分全作为地线。不要有无用的大面积铜箔。 地线应构成环路,以防止产生高频辐射噪声,但环路所包围面积不可过大,以免仪器处于强磁场中时,产生感应电流。但如果只是低频电路,则应避免地线环路。数字电源和模拟电源最好隔离,地线分开布置,如果有A/D,则只在此处单点共地。 低频中没有多大影响,但建议模拟和数字一点接地。高频时,可通过磁珠把模拟和数字地一点共地。 三、四种解决方法 模拟地和数字地间串接 1)用磁珠连接;2)用电容连接;3)用电感连接;4)用0欧姆电阻连接。 1.电感一般用几uH到数十uH。 2.用0欧电阻是最佳选择 a.可保证直流电位相等 b.单点接地(限制噪声) c.对所有频率的噪声都有衰减作用(0欧也有阻抗,而且电流路径狭窄,可以限制噪声电流通过)。 3. 磁珠

数字地和模拟地应怎样处理

数字地和模拟地应怎样处理 The name "DGND" on an IC tells us that this pin connects to the digital ground of the IC. 一个IC中的“DGND”表示这个脚是连接到该IC内部的数字地。 This does not imply that this pin must be connected to the digital ground of the syste m. 但这并不意味着该脚必须接到系统的数字地。 It is true that this arrangement may inject a small amount of digital noise onto the an alog ground plane. 这样的安排,的确会将少量的数字噪声引入到模拟地平面中。 These currents should be quite small, and can be minimized by ensuring that the converter output does not drive a large fanout (they normally can't, by desig n). 然而,IC的数字地电流应该是非常小的。并且,通过确保(模数)转换器的(数字)输出不驱动重负载 可以使IC的数字地电流达到最小。 Minimizing the fanout on the converter's digital port will also keep the converter logi c transitions relatively free from ringing and minimize digital switching currents, and thereby reducing any potential coupling into the analog port of the converter. 减少转换器的数字端口负载(注:原文为扇出,就是同时驱动多少个门的意思,我翻译为负载, 负载包括动态和静态的)还可以减少翻转电流和避免出现振铃,这就减少了任何潜在的耦合 混入到转换起的模拟端口中。 The logic supply pin (VD) can be further isolated from the analog supply by the inserti on of a small lossy ferrite bead as shown in Figure 9.26. 如图9.26所示,通过插入一个有损耗的小铁氧体磁珠,数字电源(VD)可以进一步与模拟电源隔离。

PCB数字地和模拟地

数字地和模拟地 ★数字地与模拟地的区别简单来说,数字地是数字信号的对地,模拟地是模拟信号的对地。 由于数字信号一般为矩形波,带有大量的谐波。如果电路板中的数字地与模拟地没有从接入点分开,数字信号中的谐波很容易会干扰到模拟信号的波形。当模拟信号为高频或强电信号时,也会影响到数字电路的正常工作。 存在问题的根本原因是,谁也无法保证电路板上铜箔的电阻为零, 在接入点将数字地和模拟地分开,就是为了将数字地和模拟地的共地电阻降到最小。 ★数字地和模拟地处理的基本原则如下: 1模拟地和数字地之间链接 (1 )模拟地和数字地间串接电感一般取值多大? 一般用几uH到数十uH。 (2)用0欧电阻是最佳选择⑴可保证直流电位相等、⑵单点接地(限制噪声卜⑶对所有频率的噪 声都有衰减作用(0欧也有阻抗,而且电流路径狭窄,可以限制噪声电流通过)。 磁珠相当于带阻陷波器,只对某个频点的噪声有抑制作用,如果不能预知噪点,如何选择型号,况且,噪点频率也不一定固定,故磁珠不是一个好的选择。 电容不通直流,会导致压差和静电积累,摸机壳会麻手。如果把电容和磁珠并联,就是画蛇添足,因为磁珠通直,电容将失效。串联的话就显得不伦不类。 电感特性不稳定,离散分布参数不好控制,体积大。电感也是陷波,LC谐振(分布电容),对噪点有 特效。 总之,关键是模拟地和数字地要一点接地。 建议,不同种类地之间用0欧电阻相连;电源引入高频器件时用磁珠;高频信号线耦合用小电容;电感用在大功率低频上。 2磁珠 采用在高频段具有良好阻抗特性的铁氧体材料烧结面成,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。 主要参数: 标称值:因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆.一般以100MHz为标准, 比如2012B601,就是指在100MHz的时候磁珠的阻抗为600欧姆。 额定电流:额定电流是指能保证电路正常工作允许通过电流 3电感与磁珠的区别: 有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈,少于一匝(导线直通磁环)的线圈习惯称之为磁珠; 电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC对策; 磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰.两者都可用于处理EMC、EMI问题; 电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上.在模拟地和数字地结合的地方用磁珠. 磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤

数字地与模拟地问题

其实本质是对的,就是数字地,模拟地都是地,要明白为什么要分开,先听我说一个故事 公司所在的商务楼共有3楼,2楼是搞模拟的,3楼是做数字的,整幢楼只有一部电梯,平时人少的时候还好办,上2楼,上3楼互不影像,但每天早上上下班的时候就不得了了,人多得很,搞数字的要上3楼,总是被2楼的模拟影响,2楼模拟的人要下楼,总是要等电梯上了3楼,再下来,互相影响很是麻烦, 商务楼的物业为解决这个问题,提出了2个方案, 第1个 电梯扩大,可以装更多的人, 电梯大了是好,但公司会招人,人又多了,再换电梯,再招人...永远死循环,有一个办法到挺好,大家索性不要电梯,直接往下跳,不管2楼的,3楼的,肯定解决问题,但肯定会出问题 第2个 装2部电梯,一部专门上2楼,另一部专门上3楼 Wonderful!太机智了,这样2层楼面的工作人员就互不影响了。 End 明白了否? 数字地,模拟地互相会影响不是因为一个叫数字,一个叫模拟,而是他们用了同一部电梯--地,而这部电梯所用的井道就是我们在PCB上布得地线。 模拟回路的电流走这条线,数字回路的电流也走这条线,本来无可厚非,线布着就是用来导通电流的,可问题处在这根线上有电阻! 而且最根本的问题是走这条线的电流要去2个不同的回路。 假设一下,有2股电流,数流,模流同时从地出发。有2个器件,数件,模件。 若2个回路不分开,数流,模流回走到数件的接地端前的时候,损耗的电压为v v=(数流+模流)x走线电阻 相当于数字器件的接地端相对于地端升高了v 数字器件不满意了,我承认会升高少许电压,数流的那部分我认了,但模流的为什么要加在我头上? 同理模拟器件也会同样抱怨

模拟地和数字地_隔离等问题

只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。 模拟电路涉及弱小信号,但是数字电路门限电平较高,对电源的要求就比模拟电路低些。既有数字电路又有模拟电路的系统中,数字电路产生的噪声会影响模拟电路,使模拟电路的小信号指标变差,克服的办法是分开模拟地和数字地。 对于低频模拟电路,除了加粗和缩短地线之外,电路各部分采用一点接地是抑制地线干扰的最佳选择,主要可以防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。 而对于高频电路和数字电路,由于这时地线的电感效应影响会更大,一点接地会导致实际地线加长而带来不利影响,这时应采取分开接地和一点接地相结合的方式。 另外对于高频电路还要考虑如何抑制高频辐射噪声,方法是:尽量加粗地线,以降低噪声对地阻抗;满接地,即除传输信号的印制线以外,其他部分全作为地线。不要有无用的大面积铜箔。 地线应构成环路,以防止产生高频辐射噪声,但环路所包围面积不可过大,以免仪器处于强磁场中时,产生感应电流。但如果只是低频电路,则应避免地线环路。数字电源和模拟电源最好隔离,地线分开布置,如果有A/D,则只在此处单点共地。 低频中没有多大影响,但建议模拟和数字一点接地。高频时,可通过磁珠把模拟和数字地一点共地。 如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题∶1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。 磁珠的等效电路相当于带阻滤波器,只对某个频点的噪声有显着抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。 电容隔直通交,造成浮地。 电感体积大,杂散参数多,不稳定。 0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。 1.正确选择单点接地与多点接地 低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。 2.将数字电路与模拟电路分开 电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。 3.尽量加粗接地线 若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可能,接地线的宽度应大于3mm。 4.将接地线构成闭环路 设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时,将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接地结构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。 ★数字地和模拟地处理的基本原则如下: 1模拟地和数字地之间链接 (1)模拟地和数字地间串接电感一般取值多大? 一般用几uH到数十uH。

EMC-模拟地与数字地

模拟地与数字地 一、模拟部分敷铜不要形成闭环, 两部分地共同接到电源地上。 二、首先要尽量把数字和模拟分开(尽量) 再将模拟和数字分开敷铜 模拟的敷铜尽量保证完整,在双面板的时候,我会尽量在一层布线,另一层做地平面,只要地平面相对完整,就有类似单点接地的效果了;不过走线多的时候,想要比较完整的地平面比较困难。 在电源输出的地方再将模数的地连接到电源上。 一点自己的做法,望请其它大侠来指点。 学习中。。。。。 三、闭环。。。就是环地,简单说就是某个部分电路全部被敷铜包围,这部分敷铜整体上看就是一个环状的导体,相当于环形的天线,容易感应空间电磁波,特别是工频干扰,这在音频电路上是尤其需要注意的。 完整的地平面,我的理解,2楼所说的就是尽量完整包围整个或部分电路(区域敷铜的话),而地平面其中的走线,尽量不对地平面分割,产生零碎的小区域。。。还真不好描述,语言太匮乏了。 数字电路和模拟电路其实在干扰上最大的区别就是门限不同,你看看TTL CMOS 等各种逻辑电路的门限电压,几十毫伏的干扰根本不会有影响,但在模拟电路上,几十毫伏的干扰就要命了。。 对于数字电路来说,引脚上的脉冲电流会在地平面的各个点上产生不同的电位(任何导体都是有电阻的),如果不采用单独的地平面,而采用模拟电路的树枝装的走线,地线上的各个枝段会产生很高的电压。导致严重的干扰。而采用地平面的话,这些电流会就近分散到地平面上 。 对于数字电路,双面板一般都是把底层作为主要的地平面,顶层因为走线较多,敷铜的作用就稍微小了些,所以一般数字电路不需要单独布地线,直接敷铜做地平面,接地引脚会自动连接到地平面上。如果是网状敷铜,在有大电流流过的地方,单独布线。 4层板,中间两层作为电源和地比较好。 曾经见过高频电路的处理,双面板两层都做环地敷铜,电路板四周的边缘用铜箔包上,焊接到顶层地和底层地上。 四、但是我看到的老外翻译的AD英文资料说的是:模拟数字单点接地最好靠近器件:

什么是数字地和模拟地,处理原则又是什么

么是数字地和模拟地,处理原则又是什么 什么是数字地和模拟地,处理原则又是什么,其实他们二者本质是一养的,就是数字地和模拟地都是地。但是又有些不同,那我们又该如何区分他们,他们相互之间是否又有什么影响。数字地、模拟地互相会影响不是因为一个叫数字,一个叫模拟,而是他们用了同一部电梯:地,而这部电梯所用的井道就是我们在PCB上布得地线。模拟回路的电流走这条线,数字回路的电流也走这条线,本来无可厚非,线布着就是用来导通电流的,可问题出在这根线上有电阻!而且最根本的问题是走这条线的电流要去2 个不同的回路。假设一下:有2股电流,数流,模流同时从地出发。有2个器件:数字件和模拟件。若2个回路不分开,数流模流走到数字件的接地端前的时候,损耗的电压为V=(数流+模流)X走线电阻,相当于数字器件的接地端相对于地端升高了V,数字器件不满意了,我承认会升高少许电压,数流的那部分我认了,但模流的为什么要加在我头上?同理模拟器件也会同样抱怨! 什么是数字地和模拟地,处理原则又是什么 两个解决方案: 第1个:你布的PCB线没有阻抗,自然不会引起干扰,就像2、3楼直接往下跳,那是井道最宽的时候,也就是可以装一个无限大的电梯,自然谁都不影响谁,但谁都知道,This is mission impossible! 第2个:2条回路分开走,数流,模流分开,既数地、模地分开。 同理,有时虽在模拟回路中,但也要分大、小电流回路,就是避免相互干扰。所谓的干扰就是:2个不同回路中的电流在PCB走线上引起的电压,这2部分电压互相叠加而产生的。 下面再具体介绍,简单来说,数字地是数字电路部分的公共基准端,即数字电压信号的基准端;模拟地是模拟电路部分的公共基准端,模拟信号的电压基准端(零电位点)。 一、分为数字地和模拟地的原因 由于数字信号一般为矩形波,带有大量的谐波。如果电路板中的数字地与模拟地没有从接入点分开,数字信号中的谐波很容易会干扰到模拟信号的波形。当模拟信号为高频或强电信号时,也会影响到数字电路的正常工作。模拟电路涉及弱小信号,但是数字电路门限电平较高,对电源的要求就比模拟电路低些。既有数字电路又有模拟电路的系统中,数字电路产生的噪声会影响模拟电路,使模拟电路的小信号指标变差,克服的办法是分开模拟地和数字地。 存在问题的根本原因是,无法保证电路板上铜箔的电阻为零,在接入点将数字地和模拟地分开,就是为了将数字地和模拟地的共地电阻降到最小。 二、数字地和模拟地处理的基本原则如下 如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥。对于低频模拟电路,除了加粗和缩短地线之外,电路各部分采用一点接地是抑制地线干扰的最佳选择,主要可以防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。

数字地模拟地隔离

数字地和模拟地处理的基本原则如下: 1 模拟地和数字地之间链接 (1)模拟地和数字地间串接电感一般取值多大? 一般用几uH 到数十uH。 (2)用0欧电阻是最佳选择(1)可保证直流电位相等、(2)单点接地(限制噪声)、(3)对所有频率的噪声都有衰减作用(0 欧也有阻抗,而且电流路径狭窄,可以限制噪声电流通过)。 磁珠相当于带阻陷波器,只对某个频点的噪声有抑制作用,如果不能预知噪点,如何选择型号,况且,噪点频率也不一定固定,故磁珠不是一个好的选择。 电容不通直流,会导致压差和静电积累,摸机壳会麻手。如果把电容和磁珠并联,就是画蛇添足,因为磁珠通直,电容将失效。串联的话就显得不伦不类。 电感特性不稳定,离散分布参数不好控制,体积大。电感也是陷波,LC 谐振(分布电容),对噪点有特效。 总之,关键是模拟地和数字地要一点接地。 建议,不同种类地之间用0 欧电阻相连;电源引入高频器件时用磁珠;高频信号线耦合用小电容;电感用在大功率低频上。 2 磁珠 采用在高频段具有良好阻抗特性的铁氧体材料烧结面成,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。 主要参数: 标称值: 因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆.一般以100MHz为标准,比如2012B601,就是指在100MHZ勺时候磁珠的阻抗为600 欧姆。 额定电流: 额定电流是指能保证电路正常工作允许通过电流. 3 电感与磁珠勺区别有一匝以上勺线圈习惯称为电感线圈, 少于一匝(导线直通磁环)勺线圈习惯称之为磁珠; 电感是储能元件, 而磁珠是能量转换(消耗)器件电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC寸策; 磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰, 而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰. 两者都可用于处理EMC、EMI 问题; 电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上. 在模拟地和数字地结合的地方用磁珠. 磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽

数字地和模拟地的分割

如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢?在设计之前必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽可能减小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。相反,如果系统存在两个参考面,就可能形成一个偶极天线(注:小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比);而如果信号不能通过尽可能小的环路返回,就可能形成一个大的环状天线(注:小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。在设计中要尽可能避免这两种情况。 有人建议将混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开,这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。尽管这种方法可行,但是存在很多潜在的问题,在复杂的大型系统中问题尤其突出。最关键的问题是不能跨越分割间隙布线,一旦跨越了分割间隙布线,电磁辐射和信号串扰都会急剧增加。在PCB设计中最常见的问题就是信号线跨越分割地或电源而产生EMI问题。如图1所示,我们采用上述分割方法,而且信号线跨越了两个地之间的间隙,信号电流的返回路径是什么呢?假定被分割的两个地在某处连接在一起(通常情况下是在某个位置单点连接),在这种情况下,地电流将会形成一个大的环路。流经大环路的高频电流会产生辐射和很高的地电感,如果流过大环路的是低电平模拟电流,该电流很容易受到外部信号干扰。最糟糕的是当把分割地在电源处连接在一起时,将形成一个非常大的电流环路。另外,模拟地和数字地通过一个长导线连接在一起会构成偶极天线。 了解电流回流到地的路径和方式是优化混合信号电路板设计的关键。许多设计工程师仅仅考虑信号电流从哪儿流过,而忽略了电流的具体路径。如果必须对地线层进行分割,而且必须通过分割之间的间隙布线,可以先在被分割的地之间进行单点连接,形成两个地之间的连接桥,然后通过该连接桥布线。这样,在每一个信号线的下方都能够提供一个直接的电流回流路径,从而使形成的环路面积很小。 采用光隔离器件或变压器也能实现信号跨越分割间隙。对于前者,跨越分割间隙的是光信号;在采用变压器的情况下,跨越分割间隙的是磁场。还有一种可行的办法是采用差分信号:信号从一条线流入从另外一条信号线返回,这种情况下,不需要地作为回流路径。 要深入探讨数字信号对模拟信号的干扰必须先了解高频电流的特性。高频电流总是选择阻抗最小(电感最低),直接位于信号下方的路径,因此返回电流会流过邻近的电路层,而无论这个临近层是电源层还是地线层。在实际工作中一般倾向于使用统一地,而将PCB分区为模拟部分和数字部分。模拟信号在电路板所有层的模拟区内布线,而数字信号在数字电路区内布线。在这种情况下,数字信号返回电流不会流入到模拟信号的地。 只有将数字信号布线在电路板的模拟部分之上或者将模拟信号布线在电路板的数字部分之上时,才会出现数字信号对模拟信号的干扰。出现这种问题并不是因为没有分割地,真正的原因是数字信号的布线不适当。PCB设计采用统一地,通过数字电路和模拟电路分区以及合适的信号布线,通常可以解决一些比较困难的布局布线问题,同时也不会产生因地分割带来的一些潜在的麻烦。在这种情况下,元器件的布局和分区就成为决定设计优劣的关键。如果布局布线合理,数字地电流将限制在电路板的数字部分,不会干扰模拟信号。对于这样的布线必须仔细地检查和核对,要保证百分之百遵守布线规则。否则,一条信号线走线不当就会彻底破坏一个本来非常不错的电路板。 在将A/D转换器的模拟地和数字地管脚连接在一起时,大多数的A/D转换器厂商会建议:将AGND和DGND管脚通过最短的引线连接到同一个低阻抗的地上(注:因为大多数A/D 转换器芯片内部没有将模拟地和数字地连接在一起,必须通过外部管脚实现模拟和数字地的连接),任何与DGND连接的外部阻抗都会通过寄生电容将更多的数字噪声耦合到IC内部的模拟电路上。按照这个建议,需要把A/D转换器的AGND和DGND管脚都连接到模拟地上,但这种方法会产生诸如数字信号去耦电容的接地端应该接到模拟地还是数字地的问题。

数字地与模拟地处理 一

数字地与模拟地处理一 ★数字地和模拟地处理的基本原则如下: 1模拟地和数字地之间链接 (1)模拟地和数字地间串接电感一般取值多大? 一般用几uH到数十uH。 (2)用0欧电阻是最佳选择(1)可保证直流电位相等、(2)单点接地(限制噪声)、(3)对所有频率的噪声都有衰减作用(0欧也有阻抗,而且电流路径狭窄,可以限制噪声电流通过)。 磁珠相当于带阻陷波器,只对某个频点的噪声有抑制作用,如果不能预知噪点,如何选择型号,况且,噪点频率也不一定固定,故磁珠不是一个好的选择。 电容不通直流,会导致压差和静电积累,摸机壳会麻手。如果把电容和磁珠并联,就是画蛇添足,因为磁珠通直,电容将失效。串联的话就显得不伦不类。 电感特性不稳定,离散分布参数不好控制,体积大。电感也是陷波,LC谐振(分布电容),对噪点有特效。 总之,关键是模拟地和数字地要一点接地。

建议,不同种类地之间用0欧电阻相连;电源引入高频器件时用磁珠;高频信号线耦合用小电容;电感用在大功率低频上。 2 磁珠 采用在高频段具有良好阻抗特性的铁氧体材料烧结面成,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。 主要参数: 标称值:因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆.一般以100MHz为标准,比如2012B601,就是指在100MHz的时候磁珠的阻抗为600欧姆。 额定电流:额定电流是指能保证电路正常工作允许通过电流. 3 电感与磁珠的区别: 有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈,少于一匝(导线直通磁环)的线圈习惯称之为磁珠;

电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件; 电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC对策; 磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰.两者都可用于处理EMC、EMI问题; 电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上.在模拟地和数字地结合的地方用磁珠. 磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。 作为电源滤波,可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了 磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出

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