学习笔记N:地线回归最小和地线干扰

电磁兼容显著原因之一是信号回路面积过大。

而信号回路面积过大,将产生较强的电磁辐射,使电路对外界抗干扰能力减弱。

减小信号回路面积,可以简单有效的改善电路的电磁兼容性。

而比较易引起电磁兼容问题的信号线是指能够产生较强辐射的信号(周期性信号)和对外界干扰敏感的信号(相对低电平的模拟信号)。

处理方式:在这类信号线边上布一条尽量靠近信号线的大线宽地线,(通常使用成排过孔形成线,布在信号线两侧)形成所为的“环路最小原则”,也就是地线回路面积最小(地线回路面积S=板层厚度H*信号线长度L),于此来减小差模辐射对外界的干扰敏感度,同时也减小了地网络的阻抗。

所谓干扰,必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间,而地线干扰是指通过公用地线的方式产生的信号干扰。注意这里所提到的信号,通常是指交流信号或者跳变信号。

由于PCB设计的客观原因,各个电路单元在不同的板面位置,它们之间的连线必然有一定的长度,这就形成了导线电阻。

导线的直流电阻虽然很小,大多数情况都可以忽略,但是对于交流信号来说,其感抗成分就不可以忽略不记,尤其是频率比较高的时候更是如此。

地线同样是导线,因此同样存在阻抗,因此地线就不可以简单的看成是等电位连线了,应该把它们各自看成一个电抗元件。

地环路干扰

由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。当电流较大时,这个电压可以很大。

例如附近有大功率用电器启动时,会在地线在中流过很强的电流。地线电流在流经地线多点,最终到达接地零点。

由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。

由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰

地环路电磁耦合干扰。
在实际电路的PCB上,多点处形成的“地线环路”将包围一定的面积,根据电磁感应定律,如果这个环路所包围的面积中有变化的磁场存在,就会在环路中产生感生电流,形成干扰。空间磁场的变化无处不在,于是包围的面积越大干扰就越严重。

公共阻抗干扰

地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗,当电流流过地线时,会在地线上产生电压,这就是地

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