图解PCB布线数字地、模拟地、电源地,单点接地抗干扰!

2019-07-13 23:38发布





为什么模拟地与数字地应有各自独立的回路?大家都是地,为什么还分彼此?

Link水平很低,常常会问一些低级问题。
幸蒙Perter指点,明白了少许,现在和大家分享一下。
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。
OK!








我们在进行pcb布线时总会面临一块板上有两种、三种地的情况,傻瓜式的做法当然是不管三七二十一,只要是地 就整块敷铜了。这种对于低速板或者对干扰不敏感的板子来讲还是没问题的,否则可能导致板子就没法正常工作了。当然若碰到一块板子上有多种地时,即使板子没什么要求,但从做事严谨认真的角度来讲,咱们也还是有必要采用本文即将讲到的方法去布线,以将整个系统最优化,使其性能发挥到极致!当然关于这些地的一些基础概念、为什么要将它们分开,本文就不讲了,不懂的同学自己查哈!         最后,关于本问题的探讨 网上也有不少帖子,但大都是文字描述,没有图解,让人看了总有种知其然但不知其所以然的感觉,故本人在此大胆的图解下自己的思想,不对的地方还望高人指教,同时希望有不同意见的朋友留言。感谢~   一、对于板子上有数字地、模拟地、电源地这种情况:         从这个图可以看出:模拟地和数字地是完全分开的,最后都单点接到了电源地,这样可以防止地信号的相互串扰而影响某些敏感元件,众所周知 数字元件对干扰的容忍度要强于模拟元件,而数字地上的噪声一般比较大所以将它们的地分开就可以降低这种影响了。还有单点接地的位置应该尽量靠近板子电源地的入口(起始位置),这样利用电流总是按最短路径流回的原理可将干扰降到最小。   二、对于板子上只有数字地、电源地这种情况:          从此图可以看出:只在电源地和数字地之间用一个0欧电阻或磁珠之类的单点接地就行了,同样单点接地的位置应该尽量靠近板子电源地的入口(起始位置)。 三、将本人画的pcb系统展示一下(属于第二种情况): 1、地线分区 2、0欧电阻单点接地 3、板子正面图 总结:本文图解非常适合于单片机控制系统的pcb地线布局,其它系统也可参考!