電路接地方式的優(yōu)勢與注意事項(xiàng)

很多工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，關(guān)于射頻電路的接地，都有不同的見解。電路設(shè)計(jì)時(shí)，接地不恰當(dāng)，不但給調(diào)試過程埋下太多坑，還會(huì)影響整體的穩(wěn)定性、抗干擾性。

在高密度和高頻率的場合通常使用多層板，就EMC要求而言同比二層板好20dB以上。以四層板為例，分別闡述相關(guān)接地設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

01 多點(diǎn)接地

電路板上全部地線遵循就近原則接地，通常接地線很短。由于接地導(dǎo)線的長度與感抗成正比，工作頻率增高時(shí)對應(yīng)共地阻抗變大，導(dǎo)致增大共地阻抗產(chǎn)生的電磁干擾。故要求地線的長度盡可能短。同時(shí)，高頻率的數(shù)字信號電路需要采用并聯(lián)接地，一般通過地過孔簡單處理。

實(shí)際應(yīng)用中，電路板上大面積的敷銅接地方式，即多點(diǎn)接地。單面電路板可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接地，多層電路板較多為高速電路，擴(kuò)大地信號層能夠有效提高電路板的EMC性能，增強(qiáng)信號抗干擾的基本措施。電源層、底層和其它信號層的相互隔離，增強(qiáng)信號間的抗干擾。

02 單點(diǎn)接地

電路板上全部地線連接至公共地線的同一點(diǎn)，通常有并聯(lián)單點(diǎn)接地和串聯(lián)單點(diǎn)接地。針對敏感的電路，應(yīng)保持接地線路徑最短。優(yōu)勢在于減少地環(huán)路，地線太長，導(dǎo)致地線阻抗較大。其劣勢則為不適合高頻應(yīng)用場合。

03 混合接地

融合串聯(lián)單點(diǎn)接地，并聯(lián)單點(diǎn)接地，混合使用。根據(jù)電路特性分組，相互之間不易發(fā)生干擾的模塊電路歸為一組，相互間容易發(fā)生干擾的模塊電路歸為不同組。相同組的模塊電路采用串聯(lián)接地，不同組的模塊電路采用并聯(lián)單點(diǎn)接地，以此規(guī)避相互之間的干擾。

混合接地的注意事項(xiàng)

各平面對齊處理。避免無關(guān)的電源層和地層之間重疊導(dǎo)致分隔失效產(chǎn)生干擾。

避免在隔離區(qū)域附近布局時(shí)鐘線等高頻引線，規(guī)避輻射。

環(huán)路面積要小。信號線回路構(gòu)成的環(huán)路面積盡可能小，即環(huán)路最小原則。環(huán)路面積越小，對外的輻射越少，來自外界的干擾也隨之越小。

在地平面層分隔和信號走線的時(shí)候，注意考慮地平面層和關(guān)鍵信號走線的分布，預(yù)防因地平面層開槽帶來的不良影響。

預(yù)防高頻寄生電容耦合。在高頻情況下，不同層間通過電路板寄生電容產(chǎn)生耦合。

04 地間連接方法整理

關(guān)于地間連接方法，整理要點(diǎn)如下：

電容連接：地間電容連接，電容的特性是隔直通交，應(yīng)用于浮地場景中。

磁珠連接：地間磁珠連接，磁珠等同于一個(gè)隨頻率變化的電阻，呈電阻特性。應(yīng)用于電流波動(dòng)的小信號地和地之間。

電感連接：地間電感連接，電感具有抑制電路狀態(tài)變化的特性，可以削峰填谷，通常應(yīng)用于兩個(gè)有較大電流波動(dòng)的地與地之間。

大電阻連接：地間大電阻連接，大電阻的特性是電阻兩端壓差會(huì)產(chǎn)生弱小電流，將地線上電荷釋放掉，實(shí)現(xiàn)兩端的壓差為零。

小電阻連接：地間小電阻連接，小電阻阻礙地的電流快速變化過沖，在電流變化時(shí)候，使沖擊電流上升沿變緩。

走線連接：地間電路板普通走線連接，促使在兩個(gè)地線之間可靠的低阻抗導(dǎo)通，僅限于中低頻信號電路地之間的接法。
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