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混合信號系統(tǒng)接地揭秘

作者: 時間:2013-08-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/258552.htm


共有兩條基本的電磁兼容(EMC)原則:

1、 電流應(yīng)返回其本地源,并且要盡可能地緊湊。否則,應(yīng)構(gòu)建環(huán)路天線。

2、 一個系統(tǒng)應(yīng)只有一個基準(zhǔn)層,因?yàn)閮蓚€基準(zhǔn)會形成一個偶極天線。


在EMC測試期間,當(dāng)在或者電源層中某個插槽或者縫隙之間布置線路時可觀察到大多數(shù)問題。由于這種布線會引起輻射和串?dāng)_問題,因此我們不建議使用。


重要的是,清楚地知道某個分割層中的電流如何流動以及流向何處。大多數(shù)設(shè)計(jì)人員只想到了信號電流流向何處,而忽略了返回電流的路徑。高頻信號有一個特點(diǎn):沿阻抗(電感)最低的路徑流動。路徑電感由路徑圈起的環(huán)路面積大小決定。電流返回源必須經(jīng)過的面積越大,電感也就越大。最小電感路徑直接靠近線路。因此,不管是哪一層—電源或者—返回電流都在與線路相鄰的層上流動。電流在該層內(nèi)會微有擴(kuò)散,并且保持在線路下面。本質(zhì)上而言,其精確分布情況與高斯曲線類似。圖4表明,返回電流直接位于信號線路下面。這會形成一條最小阻抗的路徑。


返回路徑的電流分布曲線為:


IO為總信號電流(A),h為線路厚度(cm),而D為距離線路的長度(cm)。由該方程式我們可知道,數(shù)字接地電流不愿流經(jīng)接地層的模擬部分,因此不會損壞模擬信號。


就基準(zhǔn)層而言,過孔間隙部分不干擾返回電流路徑,這一點(diǎn)很重要。如果存在障礙,返回電流便會另尋路徑繞過它,如圖5所示。但是,這種布線最有可能會引起電流的電磁場,干擾其它信號線路的磁場,從而產(chǎn)生串?dāng)_問題。另外,這種障礙會對它上面的線路阻抗產(chǎn)生不利影響,導(dǎo)致不連續(xù)以及EMI增加。


本系列文章第2部分將討論分割接地層存在的利和弊,并說明多轉(zhuǎn)換器和多板系統(tǒng)的接地方法。


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