1.全電流共阻抗干擾
全電流的共阻抗干擾可以存在于 PCB 板電路級(jí)與級(jí)之間，也可以存在于各 印制板之間。
2.局部電流共阻抗干擾局部電流的共阻抗干擾主要存在于同一級(jí)元件之間由于接地不良而產(chǎn)生的 干擾。不論是低頻、中頻還是高頻電路，防止局部電流的共阻抗干擾，唯一有效 的方法就是采用單點(diǎn)接地，以減小級(jí)內(nèi)元件間的相互干擾！若由于體積的限制，多個(gè)元件無(wú)法就近統(tǒng)一采用單點(diǎn)接地時(shí)，可以就近從地線(xiàn)上引出接地分支或者 “接地島”，同樣可以達(dá)到單點(diǎn)接地的效果！
抑制局部電流共阻抗干擾的單點(diǎn)接地法應(yīng)該注意的 4 點(diǎn)問(wèn)題
1.本級(jí)接地元件的范圍:與晶體管直接耦合或者通過(guò)電容耦合的元件劃入同一級(jí)，由電感耦合的次級(jí)（如變壓器的次級(jí)）不屬于本級(jí)，當(dāng)電感耦合有多組時(shí)， 例如多組隔離電源、多組檢波器應(yīng)該分組單點(diǎn)接地！ 2.從地線(xiàn)引出的接地島僅供屬于同一級(jí)的元件接地使用，特別是引出線(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)，即分支地線(xiàn)不能作為公共地線(xiàn)使用！ 3.對(duì)于屬于某一級(jí)的板外元件（由于體積限制等原因必須安排在 PCB 板外的 元件），即與本級(jí)直接耦合或通過(guò)電容耦合的元件，必須與本級(jí)元件單點(diǎn)接地，防止局部電流的共阻抗干擾！ 4.高頻電路的單點(diǎn)接地，不宜采用從地線(xiàn)引出較長(zhǎng)分支的方法進(jìn)行單點(diǎn)接地， 因?yàn)闀?huì)增加引線(xiàn)電感，而應(yīng)該盡量采用將本級(jí)元件接地安排在一個(gè)較小的區(qū)域，不要使本級(jí)元件分散接地！
原則:保證各部分電路到總地的路徑不相互重疊（即不合用一條地線(xiàn)）以消除全
電流共阻抗干擾！
1.并聯(lián)分路式:從一點(diǎn)總地分別分配地線(xiàn)至各個(gè)部分電路總地引出點(diǎn)的選擇原則: a.盡可能使總地點(diǎn)設(shè)在離各部分地線(xiàn)都較近的點(diǎn)b.總地到電源的地線(xiàn)最短 若某部分對(duì)接地的要求比較高，為了不受總地和電源之間公共地線(xiàn)的干擾， 可將該部分的地單獨(dú)引出
2.匯流條式 適用于高速開(kāi)關(guān)的數(shù)字電路中，匯流條實(shí)際上是條形對(duì)稱(chēng)傳輸線(xiàn)，與單線(xiàn)傳
輸相比有低阻抗特性的優(yōu)點(diǎn)
3.大面積覆蓋接地式 地線(xiàn)分布越密集或者面積越大，其電感量就越小，在高頻電路和高速開(kāi)關(guān)的
數(shù)字電路中，不能采用條形地線(xiàn)！采用大面積敷銅接地布局，要防止由于各級(jí)元件的局部電流耦合而造成的共阻抗干擾，因此對(duì)于各級(jí)元件應(yīng)該盡量以集成塊、 晶體管為中心集中布局，并在本級(jí)的中心部位設(shè)立接地區(qū)域。不能亂跳、隔級(jí)、迂回布設(shè)，防止各級(jí)在板內(nèi)的地中形成電流環(huán)路！
4.一字形接地式當(dāng)板內(nèi)的級(jí)數(shù)不多時(shí)，可以采用一字形地線(xiàn)。注意板上地的引出點(diǎn)應(yīng)該放在 末級(jí)，以防止末級(jí)大信號(hào)對(duì)前級(jí)小信號(hào)的影響！
整機(jī)的地線(xiàn)布局一、整機(jī)與各印制板的地線(xiàn)布局
1.整機(jī)為金屬構(gòu)件，各印制板可以直接接到周?chē)慕饘贅?gòu)件上
2.整機(jī)為非金屬構(gòu)件，各印制板通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)接地二、交流部分的地線(xiàn)布局 三、整機(jī)中負(fù)載的接地 四、輸入和控制元件的接地 五、屏蔽線(xiàn)的接地處理
PCB 設(shè)計(jì)接地問(wèn)題精要
模擬地/數(shù)字地以及模擬電源/數(shù)字電源只不過(guò)是相對(duì)的概念。提出這些概念 的主要原因是數(shù)字電路對(duì)模擬電路的干擾已經(jīng)到了不能容忍的地步。目前的標(biāo)準(zhǔn)處理辦法如下：
1. 地線(xiàn)從整流濾波后就分為 2 根，其中一根作為模擬地，所有模擬部分的電路地全部接到這個(gè)模擬地上面;另一根為數(shù)字地，所有數(shù)字部分的電路地全部接 到這個(gè)數(shù)字地上面。
2. 直流電源穩(wěn)壓芯片出來(lái)，經(jīng)過(guò)濾波后同樣分為 2 根，其中一根經(jīng)過(guò) LC/RC 濾波后作為模擬電源，所有模擬部分的電路電源全部接到這個(gè)模擬電源上面;另 一根為數(shù)字電源，所有數(shù)字部分的電路電源全部接到這個(gè)數(shù)字電源上面。
注意：模擬地/數(shù)字地以及模擬電源/數(shù)字電源除了在電源的開(kāi)始部分有一點(diǎn) 連接外，不能再有任何連接。
AVCC：模擬部分電源供電； DVCC：數(shù)字部分電源供電; AGND：模擬地； DGND：數(shù)字地
這樣區(qū)分是為了將數(shù)字部分和模擬部分隔離，減小數(shù)字部分帶給模擬電路部 分的干擾。但這兩部分不可能完全隔離開(kāi)，數(shù)字部分和模擬部分之間是有連接的，所以，在供電時(shí)至少 GND 應(yīng)該是在一起的，所以 AGND 和 DGND 之間要用 0 歐姆的電阻或磁珠或電感連接起來(lái)，這樣的一點(diǎn)連接就能夠減小干擾。同樣，如 果兩部分的供電電源相同也應(yīng)該采用這樣的接法。
在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了少走彎路和節(jié)省時(shí)間，應(yīng)充分考慮并滿(mǎn)足抗干擾性 的要求，避免在設(shè)計(jì)完成后再去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。
形成干擾的基本要素有三個(gè)：
(1)干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號(hào)，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述如下：du/dt，di/dt 大的地方就是干擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源。
(2)傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的傳導(dǎo)和空間的輻射。
(3)敏感器件，指容易被干擾的對(duì)象。如：A/D、D/A變換器，單片機(jī)，數(shù)字IC， 弱信號(hào)放大器等�？垢蓴_設(shè)計(jì)的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。
抑制干擾源的常用措施如下：
(1)繼電器線(xiàn)圈增加續(xù)流二極管，消除斷開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。僅加續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開(kāi)時(shí)間滯后，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可動(dòng)作更多的次數(shù)。
(2)在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路(一般是 RC 串聯(lián)電路，電阻一般選幾K 到幾十 K，電容選 0.01uF)，減小電火花影響。
(3)給電機(jī)加濾波電路，注意電容、電感引線(xiàn)要盡量短。
(4)電路板上每個(gè) IC 要并接一個(gè) 0.01μF～0.1μF 高頻電容，以減小 IC對(duì)電源的 影響。注意高頻電容的布線(xiàn)，連線(xiàn)應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電 容的等效串聯(lián)電阻，會(huì)影響濾波效果。
(5)布線(xiàn)時(shí)避免 90 度折線(xiàn)，減少高頻噪聲發(fā)射。
(6)可控硅兩端并接 RC 抑制電路，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(這個(gè)噪聲嚴(yán)重時(shí)可能 會(huì)把可控硅擊穿的)。
按干擾的傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類(lèi)。 所謂傳導(dǎo)干擾是指通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和有用信號(hào)的頻帶不同，可以通過(guò)在導(dǎo)線(xiàn)上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播，有時(shí)也可加隔離光耦來(lái)解決。電源噪聲的危害最大，要特別注意處理。所謂輻射干擾是指通過(guò)空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距離，用地線(xiàn)把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩。
2 切斷干擾傳播路徑的常用措施如下：
(1)充分考慮電源對(duì)單片機(jī)的影響。電源做得好，整個(gè)電路的抗干擾就解決了一大半。許多單片機(jī)對(duì)電源噪聲很敏感， 要給單片機(jī)電源加濾波電路或穩(wěn)壓器，以減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾。比如，可以利用磁珠和電容組成 π形濾波電路，當(dāng)然條件要求不高時(shí)也可用 100Ω 電阻代替磁珠。
(2)如果單片機(jī)的 I/O 口用來(lái)控制電機(jī)等噪聲器件，在 I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離(增加 π 形濾波電路)。控制電機(jī)等噪聲器件，在 I/O 口與噪聲源之間應(yīng)加隔離(增加 π 形濾波電路)。
(3)注意晶振布線(xiàn)。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近，用地線(xiàn)把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái)，晶振外殼接地并固定。此措施可解決許多疑難問(wèn)題。
(4)電路板合理分區(qū)，如強(qiáng)、弱信號(hào)，數(shù)字、模擬信號(hào)。盡可能把干擾源 (如電機(jī)，繼電器)與敏感元件(如單片機(jī))遠(yuǎn)離。
(5)用地線(xiàn)把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離，數(shù)字地與模擬地要分離，最后在一點(diǎn)接于電源地。A/D、D/A 芯片布線(xiàn)也以此為原則，廠家分配 A/D、D/A芯片 引腳排列時(shí)已考慮此要求。
(6)單片機(jī)和大功率器件的地線(xiàn)要單獨(dú)接地，以減小相互干擾。 大功率器件盡可能放在電路板邊緣。
(7)在單片機(jī) I/O 口，電源線(xiàn)，電路板連接線(xiàn)等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件 如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器，屏蔽罩，可顯著提高電路的抗干擾性能。
3 提高敏感器件的抗干擾性能 提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮盡量減少對(duì)干擾噪聲的拾取，以及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)的方法。
提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下：
(1)布線(xiàn)時(shí)盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲。
(2)布線(xiàn)時(shí)，電源線(xiàn)和地線(xiàn)要盡量粗。除減小壓降外，更重要的是降低耦合噪聲。
(3)對(duì)于單片機(jī)閑置的 I/O 口，不要懸空，要接地或接電源。其它 IC 的閑置 端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。
(4)對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門(mén)狗電路，如：IMP809，IMP706，IMP813，X25043，X25045 等，可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。
(5)在速度能滿(mǎn)足要求的前提下，盡量降低單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字 電路。
(6)IC 器件盡量直接焊在電路板上，少用 IC 座。
為了達(dá)到很好的抗干擾，于是我們�？吹� PCB板上有地分割的布線(xiàn)方式。但是也不是所有的數(shù)字電路和模擬電路混合都一定要進(jìn)行地平面分割。因?yàn)檫@樣 分割是為了降低噪聲的干擾。 理論：在數(shù)字電路中一般的頻率會(huì)比模擬電路中的頻率要高，而且模擬信號(hào) 和數(shù)字信號(hào)自身都會(huì)跟地平面形成一個(gè)回流(因?yàn)樵谛盘?hào)傳輸中，銅線(xiàn)與銅線(xiàn)之 間存在著各種各樣的電感和分布電容)，如果我們把地線(xiàn)混合在一起，那么這個(gè)回流就會(huì)在數(shù)字和模擬電路中相互串?dāng)_。而我們分開(kāi)就是讓它們只在自己本身內(nèi)部形成一個(gè)回流。它們之間只用一個(gè)零歐電阻或是磁珠連接起來(lái)就是因?yàn)樵瓉?lái)它 們就是同一個(gè)物理意義的地，現(xiàn)在布線(xiàn)把它們分開(kāi)了，最后還應(yīng)該把它們連接起來(lái)。
如何分析它們是屬于數(shù)字部分呢還是模擬部分?
這個(gè)問(wèn)題常常是我們?cè)诰唧w畫(huà) PCB 時(shí)得考慮的。我個(gè)人的看法是要判斷一個(gè)元件是屬于模擬的，還是數(shù)字的關(guān)鍵是看與它相關(guān)的主要芯片是數(shù)字的還是模擬的。比如：電源它可能給模擬電路供電，那它就是模擬部分的，如果它是給單片機(jī)或是數(shù)據(jù)類(lèi)芯片供電，那它就是數(shù)字的。當(dāng)它們是同一個(gè)電源時(shí)就需要用一個(gè)橋的方法把一個(gè)電源從另一個(gè)部分引過(guò)來(lái)。最典形的就是 D/A 了，它應(yīng)該是
一個(gè)一半是數(shù)字，一半是模擬的芯片。我認(rèn)為如果能把數(shù)字輸入處理好后，剩下 的就可以畫(huà)到模擬部分去了。
模擬電路涉及弱小信號(hào)，但是數(shù)字電路門(mén)限電平較高，對(duì)電源的要求就比模 擬電路低些。既有數(shù)字電路又有模擬電路的系統(tǒng)中，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲會(huì)影響 模擬電路，使模擬電路的小信號(hào)指標(biāo)變差，克服的辦法是分開(kāi)模擬地和數(shù)字地。對(duì)于低頻模擬電路，除了加粗和縮短地線(xiàn)之外，電路各部分采用一點(diǎn)接地是抑制地線(xiàn)干擾的最佳選擇，主要可以防止由于地線(xiàn)公共阻抗而導(dǎo)致的部件之間的 互相干擾。 而對(duì)于高頻電路和數(shù)字電路，由于這時(shí)地線(xiàn)的電感效應(yīng)影響會(huì)更大，一點(diǎn)接地會(huì)導(dǎo)致實(shí)際地線(xiàn)加長(zhǎng)而帶來(lái)不利影響，這時(shí)應(yīng)采取分開(kāi)接地和一點(diǎn)接地相結(jié)合 的方式。另外對(duì)于高頻電路還要考慮如何抑制高頻輻射噪聲，方法是：盡量加粗地線(xiàn)，以降低噪聲對(duì)地阻抗；滿(mǎn)接地，即除傳輸信號(hào)的印制線(xiàn)以外，其他部分全作為地線(xiàn)。不要有無(wú)用的大面積銅箔。
地線(xiàn)應(yīng)構(gòu)成環(huán)路，以防止產(chǎn)生高頻輻射噪聲，但環(huán)路所包圍面積不可過(guò)大，以免儀器處于強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流。但如果只是低頻電路，則應(yīng)避免地線(xiàn)環(huán)路。數(shù)字電源和模擬電源最好隔離，地線(xiàn)分開(kāi)布置，如果有 A/D，則只在此處
單點(diǎn)共地。
低頻中沒(méi)有多大影響，但建議模擬和數(shù)字一點(diǎn)接地。高頻時(shí)，可通過(guò)磁珠把
模擬和數(shù)字地一點(diǎn)共地。
如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連，會(huì)導(dǎo)致互相干擾。不短接又不妥，理由如上有四種方法解決此問(wèn)題∶
1、用磁珠連接：磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器，只對(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用，使用時(shí)需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率，以便選用適當(dāng)型號(hào)。對(duì)于頻率不確定或無(wú)法預(yù)知的情況，磁珠不合適；
2、用電容連接：電容隔直通交，造成浮地；
3、用電感連接：電感體積大，雜散參數(shù)多，不穩(wěn)定；
4、用 0歐姆電阻連接：0 歐電阻相當(dāng)于很窄的電流通路，能夠有效地限制環(huán)路電流，使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用(0 歐電阻也有阻抗)，這點(diǎn)比磁珠強(qiáng)。
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