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ADI专家建议的数字地模拟地接地策略

wuwenya 在 2014-6-12 建立的討論區
最後回覆由丽金标於2017-4-11提供

在多卡系统中,降低接地阻抗的最佳方式是使用“母板”PCB 作为卡间互连背板,从而为背板提供连续接地层。PCB 连接器的引脚应至少有 30 至 40% 专用于接地,这些引脚应连接到背板母板上的接地层。最后,实现整体系统接地方案有两种可能途径 :

  • 背板接地层可通过多个点连接到机壳接地,从而扩散各种接地电流返回路径。该方法通常称为“多点”接地系统,如图所示。
  • 接地层可连接到单个系统“星型接地”点(一般位于电源)。


前一个方法最常用于全数字系统,不过,只要数字电路引起的接地电流足够低且扩散到大面积上,也可用于混合信号系统。PC 板、背板直到机壳都一直保持低接地阻抗。不过,接地与金属板壳连接的部位必须具有良好的电气接触。这需要自攻金属板螺丝或“咬合”垫圈。机壳材料使用阳极氧化铝时必须特别小心,此时机壳表面用作绝缘体。


第二种方法(“星型接地”)通常用于模拟和数字接地系统相互分离的高速混合信号系统,需进一步讨论。


分离模拟和数字接地层的策略

在使用大量数字电路的混合信号系统中,最好在物理上分离敏感的模拟元件与多噪声的数字元件。另外针对模拟和数字电路使用分离的接地层也很有利。避免重叠可以将两者间的容性耦合降至最低。分离的模拟和数字接地层通过母板接地层或“接地网”(由连接器接地引脚间的一连串有线互连构成),在背板上继续延伸。如图所示,两层一直保持分离,直至回到共同的系统“星型”接地,一般位于电源。接地层、电源和“星型”接地间的连接应由多个总线条或宽铜织带构成,以便获得最小的电阻和电感。每个 PCB 上插入背对背肖特基二极管,以防止插拔卡时两个接地系统间产生意外直流电压。此电压应小于 300mV,以免损坏同时与模拟和数字接地层相连的 IC。

推荐使用肖特基二极管,它具有低电容和低正向压降。低电容可防止模拟与数字接地层间发生交流耦合。肖特基二极管在约300 mV 时开始导电,如果预期有高电流,可能需要数个并联的二极管。某些情况下,铁氧体磁珠可替代肖特基二极管,但会引入直流接地环路,在高精度系统中会很麻烦。接地层阻抗必须尽可能低,直至回到系统星型接地。两个接地层间高于 300 mV 的直流或交流电压不仅会损坏 IC,还会导致逻辑门的误触发以及可能的闭锁。

結果