PCB的抗干扰和接地策略分析

如今，各种电子产品已经渗透到人们生活的各个角落，带动了作为电子器件核心的PCB的快速发展。电子设备能否正常、安全、稳定地工作，很大程度上取决于PCB设计。在PCB设计过程中，最重要的环节是电子产品的接地和抗干扰方面的设计。时至今日，针对特定PCB的设计人员对接地和抗干扰都有自己的看法，而接地和抗干扰的方法和技术也在不断进步，这将为电子设备的持续稳定安全运行提供重要保障。本文讨论了PCB的抗干扰和接地策略。

数字信号和模拟信号的接地

在PCB设计过程中，我们没有严格区分数字信号区还是模拟信号区。再比如，在电路中，作为公共部分，很难判断电源属于哪个部分。抗干扰的常用方法是将数字电路与模拟电路区分开来，并应在不同的区域进行绘制。但是如何设计不能严格区分的部分，比如上面提到的电源部分？区分模拟信号和数字信号的本质在于相关芯片的属性，即芯片是模拟的还是数字的。电源部分属于模拟部分时给模拟电路供电，给数字芯片供电时属于数字部分。但是，当两个部分同时施加相同的电源时，将采用桥接的方法从另一部分引出电源。上面提到的这种抗干扰系统是目前比较普遍的方法。实际上，这种方法只适用于一些小型系统或 PCB。然而，在大型电路系统中，应用这种方法通常会引起许多潜在的问题，特别是在这些问题如此突出的复杂系统中，因此在布线绕过分布间距时会导致 EMI 问题。例如，在应用典型的 A/D 转换器时，PCB Fab Houses 会建议 A/D 转换器上的 AGND 和 DGND 通过最短的引线以低阻抗接地。因此，采用上述方法，两个地通过与A/D转换器下的IC具有等效宽度的连接桥连接。

但是，对于有很多A/D转换器的系统，如果每个都按照上面提到的方法处理，就会产生多点连接。数字地和模拟地之间的隔离没有意义。为了解决这个问题，大地应采用大地分为数字地和模拟地，既能满足厂家要求，又能尽可能减少EMI问题。

高频信号抗干扰分析

在设计带有高频信号的PCB的过程中，任何金属或铅都可以看作是由电阻、电感和电容组成的元件。 PCB 上长度为 25mm 的印刷引线能够产生 15nH 至 20Nh 的电感。因此，应采用多点接地策略，使每个电路系统评估为相邻的具有最低阻抗的接地线。此外，应尽可能降低地线间的接地阻抗和电感，并减少由分布电容引起的电路间的互耦合。多点接地最简单的方法是完全覆铜。组件的接地点连接到涂层铜，覆盖大部分 PCB 的接地平面提供了一个阻抗极低的参考平面。这样就可以避免各元件和单元电路之间不必要的高频耦合。

高频PCB中要求数字地和模拟地独立处理。高频数字信号线的接地电平通常相互不同，并且它们之间经常出现电压偏差。此外，高频数字信号地线中总是含有相当丰富的高频信号谐波分量。当数字信号地线与模拟信号地线直接相连时，高频信号的谐波会以地线耦合的方式干扰模拟信号。高频数字信号地线与模拟信号地线的分离一般采用适当位置单点互连的方式或高频扼流磁珠互连的方式。

高频信号抗干扰分析

在PCB设计中，元件布局和引线厚度与干扰有很大关系，这需要设计人员具备专业的技术和充分的识别能力。 PCB设计的抗干扰与电子产品的应用性能有关。本文介绍的规则列表是对设计人员实际设计经验的总结，对PCB设计人员绝对有用。

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