在PCB设计中,除了正确地进行接地设计和安装外,还正确地处理各种不同信号的接地。电路板控制系统有以下地线。
(1)数字的:也称为逻辑的,是各种开关量(数字量)信号的零电位。
(2)模拟地:各种模拟量信号的零电位。
(3)信号地:通常为传感器之地。
(4)交流地:供电电源交流的地线,通常是产生噪声的场所。
(5)直流地:直流电源供给地。
(6)屏蔽地:也称为壳体地,为了防止静电感应或磁场感应而设置。
以上接地线处理是系统设计、安装、调试中的重要问题。
接下来,PCB设计关于接地问题有几种看法。
1、电路基板控制系统优选采用一点接地
一般来说,高频电路接近多点接地,低频电路必须接一点。在低频电路中,布线和元件之间的电感不是大问题,但由于接地形成的环的干扰的影响大,所以多将一点作为接地点。但是,一点接地不适用于高频。高频时,地线有电感,地线阻抗增加,各地线之间产生电感耦合。通常,频率在1MHz以下,可以稍微接地。当高于10MHz时,采用多点接地。1在10MHz之间,可以是一点接地,也可以是多点接地。
2、不能交流地与信号共享
因为在1段的电源地线的2点之间有数mV或数V的电压,所以对于低电平信号电路来说是非常重要的干扰,所以需要隔离和防止。
3、PCB设计浮动和接地的比较
虽然这种方法很简单,但是整个系统和大地的绝缘电阻不能小于50MOmega。这种方法具有恒定的干扰防止能力,但是当绝缘降低时会导致干扰。另一种方法是将外壳接地,使剩下的部分浮游。这种方法虽然耐干扰,但是安全可靠,但是实现很复杂。
4、PCB设计模拟接地处理
模拟地的接触方法非常重要。为了提高共模干扰防止能力,可以对模拟信号采用屏蔽流技术。具体的模拟量信号的接地处理必须严格按照手册的要求进行设计。
5、PCB设计屏蔽接地处理
在电路基板控制系统中,为了降低信号中的电容耦合噪声、正确地检测和控制信号,需要对信号采用屏蔽措施。根据盾的目的不同,盾构地的连接方法也不同。电场屏蔽解决了分布容量的问题,一般接触大地。电磁场屏蔽主要避免雷达、电视台等高频电磁场辐射干扰。由低电阻金属材料的高导流制成,可以与大地接触。磁场屏蔽被用于防止磁体、马达、变压器、线圈等的磁感应,其屏蔽方法在高导磁材料处闭合磁电路,一般与大地接触较好。信号电路为一点接地时,低频电缆的屏蔽层也必须一点接地。当电缆的屏蔽层点有1个以上时,产生噪声电流,形成噪声干扰源。如果未接地到一个电路的信号源连接到系统中的接地放大器,则输入端的屏蔽应该连接到放大器的公共端。相反,如果接地信号源连接到系统中没有接地的放大器,则放大器的输入端也应该连接到信号源的公共端。
6、PCB设计电气系统接地处理的特征
对于电系统的接地,根据接地的请求和目的进行分类,并不是简单地、任意地连接非同类的接地,而是分成几个独立的接地子系统,各子系统具有共同的接地点和接地干线,最后连接,执行总接地。