黑子731

模拟地和数字地的处理[转]

黑子731 在 2014-9-23 建立的討論區
最後回覆由ADIForum於2014-10-20提供

看到一篇有关模拟地、数字地处理方法的文章,转过来与大家共享

 

★数字地和模拟地处理的基本原则如下:

 

1、模拟地和数字地之间链接

 

(1)模拟地和数字地间串接电感一般取值多大?

 

一般用几uH到数十uH。

 

(2)用0欧电阻是最佳选择 (1)可保证直流电位相等、(2)单点接地(限制噪声)、(3)对所有频率的噪声都有衰减作用(0欧也有阻抗,而且电流路径狭窄,可以限制噪声电流通过)。

 

磁珠相当于带阻陷波器,只对某个频点的噪声有抑制作用,如果不能预知噪点,如何选择型号,况且,噪点频率也不一定固定,故磁珠不是一个好的选择。

 

电容不通直流,会导致压差和静电积累,摸机壳会麻手。如果把电容和磁珠并联,就是画蛇添足,因为磁珠通直,电容将失效。串联的话就显得不伦不类。

 

电感特性不稳定,离散分布参数不好控制,体积大。电感也是陷波,LC谐振(分布电容),对噪点有特效。

 

总之,关键是模拟地和数字地要一点接地。

 

建议,不同种类地之间用0欧电阻相连;电源引入高频器件时用磁珠;高频信号线耦合用小电容;电感用在大功率低频上。

 


2、磁珠

 

电感和磁珠的什么联系与区别


电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件

 

电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于EMC对策

 

磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。两者都可用于处理EMC、EMI问题。

 

磁珠是用来吸收超高频信号,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在LC振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过错50MHZ。

 


★地的连接一般用电感,电源的连接也用电感,而对信号线则采用磁珠?

 

但实际上磁珠应该也能达到吸收高频干扰的目的啊?而且电感在高频谐振以后都不能再起电感的作用了……

 

先必需明白EMI的两个途径,即:辐射和传导,不同的途径采用不同的抑制方法。前者用磁珠,后者用电感。

 

 

对于扳子的IO部分,是不是基于EMC的目的可以用电感将IO部分和扳子的地进行隔离,比如将USB的地和扳子的地用10uH的电感隔离可以防止插拔的噪声干扰地平面?

 

电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上。在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。


 

在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。数字地和模拟地之间的磁珠用多大

 

磁珠的大小(确切的说应该是磁珠的特性曲线)

 

取决于你需要磁珠吸收的干扰波的频率


 

为什么磁珠的单位和电阻是一样的呢??都是欧姆!!

 

磁珠就是阻高频嘛,对直流电阻低,对高频电阻高,不就好理解了吗,

 

比如1000R@100Mhz就是说对100M频率的信号有1000欧姆的电阻

 

因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。磁珠的datasheet上一般会附有频率和阻抗的特性曲线图。一般以100MHz为标准,比如2012B601,就是指在100MHz的时候磁珠的Impedance为600欧姆。

 

在很多产品中,交换机的两个地用电容连接起来,为什么不用电感? 你说的两个地,其中一个是不是机壳的?

 


我估计(以下全部估计,有错请指点)

 

如果用磁珠或者直接相连的话,

 

人体静电等意外电平会轻易进入交换机的地,

 

这样交换机工作就不正常了。

 

但如果它们之间断开,那么遭受雷击或者其他高压的时候,两个地之间的电火花引起起火……

 

加电容则避免这种情况。

 

对于加电容的解释我也觉得很勉强呵呵,

 

请高手指教!

 

交换机的地,是通过两个地之间的之间的电容去消除谐波。就像高阻抗的变压器一样,他附加了一个消除谐波的通路!我自己认为!请指正!

 

铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下应用,因为在低频时他们主要程电感特性,使得线上的损耗很小。在高频情况下,他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性决定的。

 

线圈,磁珠

 

有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈,少于一匝(导线直通磁环)的线圈习惯称之为磁珠。用途由起所需电感量决定。

 

请教:对于骅讯的USB声卡方案中,在UBS电源端与地端也分别接有一个磁珠,不知是否有人清楚,但是在实际生产中也有些工程把磁珠用电感去代替了,请问这样可以吗?

 

那里的磁珠是起什么作用哟?

 

作为电源滤波,可以使用电感。

 

磁珠的电路符号就是电感

 

但是型号上可以看出使用的是磁珠

 

在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了

 


★数字地和模拟地处理的基本原则如下

 

1)、若为低频模拟电路,加粗和缩短地线;单点接地,可有效防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。而高频电路和数字电路,地线的电感效应较严重,单点接地会导致实际地线加长,故应多点接地和单点接地相结合。

 

2)、高频电路还应考虑如何抑制高频辐射噪声。方法如下:应尽量加粗地线,以降低噪声对地阻抗;大面积(满)接地,即除传输信号及电源的印制线以外,其余部分全覆铜作为地线,但不要留有死的无用大面积铜箔。

 

3)、地线应构成环路,以防止产生高频辐射噪声,但环路面积不可过大,以免产生较大的感应电流。注意若为低频电路,则应避免地线环路。

 

4)、数字电源和模拟电源最好隔离,地线分开布置,如果有A/D转换电路,则只在尽量靠近该器件处单点接地。

 

 

问题:数字地和模地低之间应该想一些办法进行隔离噪声,我搜到的方法有接0电阻,电感,电容和磁珠,不知道哪种方法比较好,各是针对什么情况使用的?另外,我的电路有器件正好数字地和模拟地在一起,那该怎么办?谢谢各位高手指点!


回答:磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显着抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。 电容隔直通交,造成浮地(模拟地和数字地没有接在一起,存在压差,容易积累电荷,造成静电)。电感体积大,杂散参数多,不稳定。 0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。

結果