Tin tức về PCB - Công nghệ nối đất thiết kế điện tử

Công nghệ nối đất được thiết kế bởi PCB LYAOUT

Trong thiết kế bố cục PCB, công nghệ gặp phải thường xuyên nhất là mặt đất của bảng mạch, tất cả các phương pháp tiếp cận mặt đất này đều được thể hiện, từ mặt đất mạch analog đơn phổ biến nhất, dây nối đất mạch kỹ thuật số thuần túy đến mặt đất hỗn hợp của mạch analog và mạch kỹ thuật số. Sự phát triển của thiết kế điện tử Nếu bạn thiết kế một sản phẩm có các yêu cầu khác, ví dụ, sau khi thử nghiệm EMC, bảng mạch PCB có tần số tín hiệu tương đối cao (thời gian tăng tín hiệu là 10ns hoặc thậm chí thấp hơn), thì công nghệ nối đất cần xem xét phải đáp ứng các yếu tố của thời gian này. Vì vậy, hôm nay, chúng tôi sẽ phân tích và giải thích những yếu tố này trong công nghệ nối đất.

Trước khi phân tích kỹ thuật nối đất của bảng mạch, trước tiên chúng ta phải hiểu lý do tại sao. Công nghệ nối đất là một trong những yếu tố cải thiện sự ổn định của mạch. Trong thiết kế mạch, giảm vòng lặp thông qua các kỹ thuật nối đất khác nhau là một trong những phương pháp này. Bây giờ, một cái nhìn ngắn gọn về các kỹ thuật được sử dụng để giảm tác động của vòng lặp mặt đất.

A Sử dụng công nghệ quang ghép nối để kết nối mạch

Trong thiết kế mạch, để bảo vệ đầy đủ mạch tiếp theo khỏi mạch trước đó, kỹ thuật cách ly quang là một trong những phương pháp thường được sử dụng:

Trong thiết kế này, có thể giảm tác động của mạch phát lên mạch nhận. Đó là do sự ra đời của quang ghép làm giảm đáng kể ảnh hưởng của mạch nối đất lên mạch.

B Sử dụng công nghệ biến áp cách ly để kết nối mạch

Trong phương pháp này, một máy biến áp 1: 1 được sử dụng để cô lập mạch phát và mạch nhận. Các vòng nối đất của mạch nhận được giảm đáng kể.

C Sử dụng choke chế độ chung

Trong thiết kế mạch, mạch nhận được kết nối với mạch phát thông qua một cuộn dây choke chế độ chung, do đó có thể giảm đáng kể vòng lặp của mạch nhận, đồng thời cung cấp hỗ trợ kỹ thuật tốt để phát hiện EMC của mạch nhận.

D. Sử dụng công nghệ mạch cân bằng

Trong phương pháp này, mạch phát thường là nguồn cung cấp song song đa điểm, tương đương với song song thông qua mỗi mạch mô-đun và cuối cùng mỗi mô-đun song song song song song với một điểm nối đất duy nhất. Trong mạch cân bằng, dòng điện của mỗi mô-đun không ảnh hưởng lẫn nhau, do đó cải thiện sự ổn định của hệ thống.

Sau khi giới thiệu các cách để giảm vòng lặp nối đất, bây giờ tôi sẽ giới thiệu các phương pháp nối đất để giảm các loại đất khác nhau.

1. Công nghệ nổi

Một phương pháp phổ biến trong thiết kế điện tử là công nghệ nổi. Trong phương pháp này, tín hiệu của bảng và công cộng bên ngoài không được kết nối, do đó đảm bảo sự cô lập tốt của mạch. Mạch được cách ly tốt với hệ thống nối đất bên ngoài và không dễ bị nhiễu từ mặt đất bên ngoài. Tuy nhiên, tĩnh điện có thể dễ dàng tích tụ trên mạch và gây nhiễu tĩnh, có thể tạo ra điện áp nguy hiểm.

Thiết bị nhỏ, tốc độ thấp (<1MHz) có thể sử dụng mặt đất nổi (hoặc nơi làm việc được kết nối với một điểm duy nhất của vỏ kim loại), được kết nối với một điểm duy nhất trên mặt đất.

II. Nối đất một điểm trong chuỗi

Phương pháp tiếp đất này là phương pháp tiếp đất được đề xuất bởi Daniel của công ty. Do sự đơn giản của nó, không cần phải tập trung nhiều vào thiết kế bảng, vì vậy nó sẽ được sử dụng nhiều hơn. Tuy nhiên, các mạch như vậy dễ xảy ra khớp nối đồng trở kháng, do đó cho phép mỗi mô-đun mạch ảnh hưởng lẫn nhau.

III. Nối đất một điểm song song

Phương pháp nối đất này, mặc dù thoát khỏi các vấn đề ghép nối trở kháng phổ biến trong nối đất một điểm nối song song, nhưng trong việc sử dụng thực tế, sẽ giới thiệu quá nhiều rắc rối nối đất, cần phải đánh giá toàn diện nó trong quá trình thực tế. Chế độ song song được sử dụng nếu diện tích bảng cho phép và chế độ song song nếu kết nối giữa các mô-đun mạch khác nhau vẫn đơn giản. Thông thường, có mô-đun nguồn, mô-đun mạch tương tự, mô-đun mạch kỹ thuật số và mô-đun mạch bảo vệ trong bảng tải xuống. Trong trường hợp này, tôi sử dụng phương pháp nối đất song song một điểm.

IV. Tiếp đất nhiều điểm

Công nghệ cơ bản đa điểm sẽ được sử dụng nhiều hơn cho các thiết kế hàng ngày và nhiều hơn nữa cho các thiết kế PCB đa mô-đun. Phương pháp nối đất này có thể làm giảm hiệu quả các vấn đề nhiễu tần số cao, nhưng cũng dễ bị các vấn đề thiết kế với mạch nối đất. Điều này phải được xem xét đầy đủ trong thiết kế để cải thiện sự ổn định của thiết kế hệ thống. Mặt đất làm việc của thiết bị tốc độ cao nhỏ (>10 MHz) phải được nối đất đa điểm bằng vỏ kim loại, khoảng cách giữa các điểm nối phải nhỏ hơn 1/20 bước sóng tần số làm việc cao nhất và vỏ kim loại phải được nối đất tại một điểm duy nhất.

Tóm lại, trong thiết kế mạch điện tử, điều quan trọng nhất là giảm diện tích vòng lặp của mạch, có vai trò quan trọng trong việc cải thiện sự ổn định của thiết kế điện tử và cải thiện thiết kế EMC của hệ thống điện tử. Trong thiết kế thực tế, thông qua việc đánh giá toàn diện các công nghệ khác nhau nói trên, thông qua việc sử dụng linh hoạt để đạt được mục đích cải thiện sự ổn định của hệ thống.