接地層如何降低PCB噪聲?
發(fā)布時(shí)間:2019-11-15 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】在印刷電路板設(shè)計(jì)中,為什么要盡可能使用接地平面?接地平面降低了信號(hào)返回路徑的電感。這反過(guò)來(lái)又將瞬時(shí)接地電流產(chǎn)生的噪聲降至最低。本文將討論信號(hào)通路如何在多層PCB上工作以及返回通路電感的概念。
在印刷電路板設(shè)計(jì)中,為什么要盡可能使用接地平面?接地平面降低了信號(hào)返回路徑的電感。這反過(guò)來(lái)又將瞬時(shí)接地電流產(chǎn)生的噪聲降至最低。本文將討論信號(hào)通路如何在多層PCB上工作以及返回通路電感的概念。
信號(hào)選擇阻抗最小路徑
考慮一個(gè)雙層電路板,如圖1所示。底層是接地層,電流源連接到頂層的U形跡線。頂層跡線通過(guò)VIA1和VIA2連接到底層。
圖1.圖片由Analog Devices提供。
首先,如圖2所示,將DC電流注入頂層跡線。
圖2.圖像由Analog Devices提供。
電流沿著U形跡線下降。然后,通過(guò)VIA1到達(dá)地平面。地平面的哪一部分將電流傳回VIA2?可以將地平面設(shè)想為無(wú)限多平行的窄軌跡。電流將選擇具有相對(duì)較小阻抗的跡線。由于從VIA1到VIA2的直接路徑最短并且電阻最小,因此大部分電流將流過(guò)該路徑。當(dāng)離開(kāi)這條阻力最小的路徑時(shí),電流密度會(huì)迅速下降。假設(shè)將交流電流注入U(xiǎn)形跡線。它會(huì)采用直流電流的相同路徑嗎?
直流電流采用阻抗最?。ɑ螂娮枳钚。┑穆窂?。對(duì)于AC電流,阻抗取決于路徑的電阻和電感。雖然最短路徑提供最小電阻,但它不一定提供最小電感。路徑的電感取決于電流產(chǎn)生的環(huán)路面積。圖3顯示了信號(hào)跟蹤及其返回路徑創(chuàng)建的示例電流環(huán)路。如果由電流產(chǎn)生的環(huán)路面積增加,則電感將按比例增加。
圖3.圖片由Analog Devices提供。
例如,圖4中的紅色返回路徑創(chuàng)建的循環(huán)比綠色路徑更大。因此,在這兩條路徑之間,AC電流通過(guò)綠色路徑,其具有較小的電感。對(duì)于路徑的總阻抗,實(shí)際上應(yīng)該考慮電阻和電感。然而,隨著AC信號(hào)的頻率增加,電感對(duì)路徑阻抗的貢獻(xiàn)大于電阻的數(shù)量級(jí)。因此,如圖4所示,高頻返回電流將直接在U形跡線下方流動(dòng),以最小化環(huán)路面積(為簡(jiǎn)單起見(jiàn),忽略了路徑電阻)。當(dāng)離開(kāi)地平面中的這條路徑時(shí),電流密度將迅速降低。
圖4.圖像由Analog Devices提供
對(duì)于上面的例子,我們有一個(gè)地平面,可以設(shè)想為無(wú)限多的窄平行路徑。返回電流流過(guò)那些使阻抗最小化的路徑。使用雙層電路板,我們負(fù)擔(dān)不起接地層。在這種情況下,可能有一條軌道(而不是一個(gè)平面)用于返回電流。即使電流可能表現(xiàn)出很大的電感,也要強(qiáng)制電流經(jīng)過(guò)這條路徑。對(duì)于雙層電路板的一些關(guān)鍵信號(hào)走線(例如時(shí)鐘信號(hào)),我們可以路由適當(dāng)?shù)姆祷芈窂剑覀儾荒軐?duì)電路板上的所有跡線執(zhí)行此操作。如何降低雙面電路板上所有跡線的電流路徑電感?我們將很快討論雙層板的高效地面系統(tǒng)。
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案 驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 更高精度、更低噪音 GMCC美芝電子膨脹閥以創(chuàng)新?lián)屨夹袠I(yè)“制高點(diǎn)”
- 本立租完成近億元估值Pre-A輪融資,打造AI賦能的租賃服務(wù)平臺(tái)
- 中微公司成功從美國(guó)國(guó)防部中國(guó)軍事企業(yè)清單中移除
- 華邦電子白皮書(shū):滿足歐盟無(wú)線電設(shè)備指令(RED)信息安全標(biāo)準(zhǔn)
- 功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(九)——功率半導(dǎo)體模塊的熱擴(kuò)散
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索