數字地與模擬地的隔離探討
1.數字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線來說,高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件,對地線來說,整個PCB對外界只有一個結點,所以必須在PCB內部進行處理數、模共地的問題,而在板內部數字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數字地與模擬地有一點短接,請注意,只有一個連接點。也有在PCB上不共地的,這由系統設計來決定。但是,制做PCB板時一般都做鋪銅走線,而走線都與GND相聯,請問,鋪銅之后,模擬地和數字地還能區分出來嗎,還能像上面說的那樣,只有一個聯接點嗎?
兩個地起不同的名字,分別輔銅,最后可以用一個10uH電感或0歐姆電阻連起來。模擬部分的器件盡量集中,放置在與其它板子接口的附近,減小信號衰減。數字部分線路長一些沒關系。先對模擬地敷銅,然后對整個板敷數字地。模擬地和數字地之間會自動分隔,用一個1uH的電感或0歐的電阻作為共地點。
2在電子系統設計中,為了少走彎路和節省時間,應充分考慮并滿足抗干擾性的要求,避免在設計完成后再去進行抗干擾的補救措施。形成干擾的基本要素有三個:
(1)干擾源,指產生干擾的元件、設備或信號,用數學語言描述如下:du/dt, di/dt大的地方就是干擾源。如:雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鐘等都可 能成為干擾源。
(2)傳播路徑,指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過導線的傳導和空間的輻射。
(3)敏感器件,指容易被干擾的對象。如:A/D、D/A變換器,單片機,數字IC,弱信號放大器等。
抗干擾設計的基本原則是:抑制干擾源,切斷干擾傳播路徑,提高敏感器件的 抗干擾性能。(類似于傳染病的預防)
1 抑制干擾源
抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的du/dt,di/dt。這是抗干擾設計中最優先考慮和最重要的原則,常常會起到事半功倍的效果。減小干擾源的du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯電容來實現。減小干擾源的 di/dt則是在干擾源回路串聯電感或電阻以及增加續流二極管來實現。
抑制干擾源的常用措施如下:
(1)繼電器線圈增加續流二極管,消除斷開線圈時產生的反電動勢干擾。僅加續流二極管會使繼電器的斷開時間滯后,增加穩壓二極管后繼電器在單位時間內可動作更多的次數。
(2)在繼電器接點兩端并接火花抑制電路(一般是RC串聯電路,電阻一般選幾K 到幾十K,電容選0.01uF),減小電火花影響。
(3)給電機加濾波電路,注意電容、電感引線要盡量短。
(4)電路板上每個IC要并接一個0.01μF~0.1μF高頻電容,以減小IC對電源的影響。注意高頻電容的布線,連線應靠近電源端并盡量粗短,否則,等于增大了電容的等效串聯電阻,會影響濾波效果。
(5)布線時避免90度折線,減少高頻噪聲發射。
(6)可控硅兩端并接RC抑制電路,減小可控硅產生的噪聲(這個噪聲嚴重時可能會把可控硅擊穿的)。

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