關(guān)于PCB有無地平面時的電流回路設(shè)計
對于電流回路,需要注意如下基本事項:
1. 如果使用走線,應(yīng)將其盡量加粗
PCB上的接地連接如要考慮走線時,設(shè)計應(yīng)將走線盡量加粗。這是一個好的經(jīng)驗法則,但要知道,接地線的最小寬度是從此點到末端的有效寬度,此處“末端”指距離電源連接端最遠(yuǎn)的點。
2. 應(yīng)避免地環(huán)路
3. 如果不能采用地平面,應(yīng)采用星形連接策略(見圖6)
通過這種方法,地電流獨立返回電源連接端。圖6中,注意到并非所有器件都有自己的回路,U1和U2是共用回路的。如遵循以下第4條和第5條準(zhǔn)則,是可以這樣做的。
4. 數(shù)字電流不應(yīng)流經(jīng)模擬器件
數(shù)字器件開關(guān)時,回路中的數(shù)字電流相當(dāng)大,但只是瞬時的,這種現(xiàn)象是由地線的有效感抗和阻抗引起的。對于地平面或接地走線的感抗部分,計算公式為V = Ldi/dt,其中V是產(chǎn)生的電壓,L是地平面或接地走線的感抗,di是數(shù)字器件的電流變化,dt是持續(xù)時間。對地線阻抗部分的影響,其計算公式為V= RI, 其中,V是產(chǎn)生的電壓,R是地平面或接地走線的阻抗,I是由數(shù)字器件引起的電流變化。經(jīng)過模擬器件的地平面或接地走線上的這些電壓變化,將改變信號鏈中信 號和地之間的關(guān)系(即信號的對地電壓)。
5. 高速電流不應(yīng)流經(jīng)低速器件
與上述類似,高速電路的地返回信號也會 造成地平面的電壓發(fā)生變化。此干擾的計算公式和上述相同,對于地平面或接地走線的感抗,V = Ldi/dt ;對于地平面或接地走線的阻抗,V = RI 。與數(shù)字電流一樣,高速電路的地平面或接地走線經(jīng)過模擬器件時,地線上的電壓變化會改變信號鏈中信號和地之間的關(guān)系。
圖4 采用手工走線為圖3所示電路原理圖設(shè)計的電路板的頂層
圖5 采用手工走線為圖3所示電路原理圖設(shè)計的電路板的底層
圖6 如果不能采用地平面,可以采用“星形”布線策略來處理電流回路
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