淺談PCB中防止共阻抗干擾的地線設(shè)計

電子電路中，共阻抗干擾對電路的正常工作帶來很大影響。在PCB電路設(shè)計中，尤其在高頻電路的PCB設(shè)計中，必須防止地線的共阻抗所帶來的影響。通過對共阻抗干擾形式的分析，詳細(xì)介紹一點(diǎn)接地在電子電路中，特別是在高頻電路中對共阻抗干擾的抑制作用，以及采用一點(diǎn)接地防止共阻抗應(yīng)注意的問題。

同時對PCB板內(nèi)地線布局的主要形式和要求進(jìn)行了簡要闡述。

0前言

在電子電路中，多數(shù)元器件都要通過地線形成回路，線設(shè)計合理與否，直接影響電路的工作。盡可能地降低由于地線設(shè)計不和理產(chǎn)生對信號傳輸?shù)母蓴_。

在電路圖中，接地常用符號

1地線對電路產(chǎn)生干擾的形式

1. 1全電流共阻抗干擾

如圖1中，電路1和電路2通過公用地線AB與電源形成回路。線段AB可等效為一個電阻和電感的串聯(lián)回路，因而形成共阻抗效應(yīng)。在工作時，電路1、2的電流變動，將引起A點(diǎn)電位變化，使電路1、2相互產(chǎn)生干擾。如電路2有輸出至電路3，干擾也將竄入電路3中，因此形成全電流共阻抗干擾。

例如有一段長為10cm，寬為1. 5cm的印制導(dǎo)線，其銅箔厚度為50微米，導(dǎo)線電阻為：

圖1地線共阻抗干擾

1. 2局部電流共阻抗干擾

如圖2所示，當(dāng)印制板采用環(huán)形地線，各接地元件按就近分散接地。這樣末級的交流信號一部分通過地線AD形成回路，在導(dǎo)線AD上產(chǎn)生交流壓降。

由于前級的晶體管發(fā)射極和基極與末級共用導(dǎo)線BC，在導(dǎo)線BC上產(chǎn)生共阻抗干擾。這種干擾是以局部電流的形式在公共地線上產(chǎn)生耦合，形成局部電流共阻抗干擾。

圖2另一種共阻抗干擾

全電流共阻抗干擾主要存在于級與級之間。局部電流共阻抗干擾則是指部分和個別元件與導(dǎo)線的接地點(diǎn)不良而對其他電路引起的干擾。

2防止共阻抗干擾的方法

各級內(nèi)部接地。各級內(nèi)部接地是防止局部電流共阻抗干擾的主要方法。即有效地防止了本級的交流信號通過各接地元件而逸出至本級以外的電路中去，或其他電路的交流信號，通過本級的各接地元件而檢拾進(jìn)來。

無論對于低頻、中頻、還是高頻各級電路，防止局部電流的共阻抗干擾，唯一有效的方法是采用一點(diǎn)接地。

一點(diǎn)接地的形式如圖3所示。圖中將各級內(nèi)部的接地元件，即本級電路的發(fā)射極基極和集電極的所有接地元件，均安排在一個接地點(diǎn)上與地線相接。

這樣，就能有效地防止交流信號通過接地元件的發(fā)散和接收，使接地純凈。

圖3一點(diǎn)接地

在實(shí)際電路中，各級的接地元件較多，不可能將這些元件同時穿入一個穿線孔內(nèi)，而是將本級接地元件盡可能就近安排在公共地線的一段或一個區(qū)域內(nèi)，如圖4a所示。有時遇到元件體積限制或排列上的原因，就近安排有困難時，可采用圖4b所示的接地形式，同樣可達(dá)到一點(diǎn)接地的效果。

圖4排版中的一點(diǎn)接地