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接地的目的及布局

接地的目的

接地根本目的就是改变共模电流的方向。
 
对于任何信号,都会选择最小阻抗的路径返回信号源端。那么如何选择接地点硬件工程师必须认真考虑,产品的EMC问题和单点、多点接地关系不大,接地主要是为了改变共模电流方向;接地位置不对,不仅解决不了干扰,反而会加大干扰,不如不接地。
 
产品中的外接电缆和接地线都是天线,对于干扰信号,即使没有直接相连,也会由这些天线自动接收外部干扰,以及对外产生*扰发射或传导。
 
所以接地点的选择依据就是避免这些干扰共模电流进入板卡内部,以下用一些图表来说明:
 
图1就是比较好的接地选择点;
 

图1 就近接地地
 

图2避免这样的选择,这样的选择轻者板卡工作异常,重则烧毁板卡;
 

图2 最差接地点
 

对于一些浮地产品,同样存在问题,因为浮地阻止不了共模干扰电流流入工作地。所以不要认为浮地产品,特别是一些自带电池的产品,就不需要考虑EMC问题,也许问题更严重。
 
从图3可以看出,浮地对共模电流无能为力。
 

     图3 浮地的影响

接地的布局

我们在做产品时,除了需要考虑完成的功能,同时需要考虑产品的RAMS要求,同样地EMC分析也是一个好的产品必须具备的步骤。今天重点说一说EMC设计中的布局。
 
一个产品,没有一个好的布局是不可相像的。比如,机箱的每个面都有引线,暂不说带来的EMC问题,就是从美观和可安装性上来说,就不可能成为一个好的产品。先从结构上说起,我们布局时尽量把引线放在机箱对称的两侧,最好的放在一侧,这样无论是外观,还是可安装性,都是上上之选。
 
下图是一种不好的布局图,也是最常见的。
 

 


不管是机笼,还是一块整板,只要你逻辑功能图都如上图一样,那么你就要注意了,右边的电缆到达一定长度时,不管你加不加C1,结果都是一样的:产品不可能通过测试。
 
如果根据下图修改,效果会好很多。
 

 


上图最大的特点,就是一侧布局。但这样还是不够,如果有大能量共模干扰耦合到电源线上,虽然能量不会通过板卡内部,但干扰会在电缆接口部分形成局部电压差,很可能烧毁电缆接口芯片,所以需要在电缆与芯片之间的导线上串一个几十欧的电阻,并在电阻与接口芯片之间的信号线与信号参考地上加TVS 管。
 

 

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