PCB板的抗干擾接地策略分析

高春雪 孫保海

【摘要】在利用PROTEL設計PCB板過程中，電路板中的數字信號和模擬信號的接地方案若設計不合理，就有可能出現各種干擾，導致所設計的PCB板方案無法正常實現，使整個電路板的性能下降，甚至影響其正常工作，對此本文介紹了幾種在PCB板設計過程中抗干擾接地的策略。

【關鍵詞】 PCB設計 抗干擾 策略

Anti-interference earthing strategy analysis of PCB

Abstract： In the process of using PROTEL PCB， circuit board of the digital signal and analog signal grounding scheme if the design is not reasonable， it may appear all kinds of interference， lead to the design scheme of PCB to implementation， the whole circuit performance degradation， and affect their normal work， this paper introduces several anti-interference earthing in the process of PCB design strategy.

Key words： PCB design； Anti-interference； strategy

一、引言

現如今，各類電子產品已遍布我們生活中的各個角落，而電子設備的核心構件—PCB板也隨之迅速發展，電子設備能否正常、安全、平穩的運行，很大程度上取決于電路板—PCB板的設計。在PCB板的設計過程當中，最重要的一個環節即是電子產品的接地、抗干擾了。目前，每個電路板的設計人員都對自己的電路板的接地抗干擾有自己的見解，而各種電子設備的接地抗干擾的方法和技術在時時更新，這將給電子設備的持續平穩安全運行提供重要保障。本文就電子設備的電路板抗干擾接地策略進行論述。

二、數字信號和模擬信號的接地

但在設計PCB板時，到底哪些部分屬于數字區域，哪些部分屬于模擬信號區域，我們無法將其嚴格進行區分，比如在電路中，電源部分是共用的，在設計PCB時它應該歸屬于哪一部分？在PCB設計中，常用的抗干擾方法就是將數字電路和模擬電路區分開來，畫在不同的區域。但像上面所說的并不能嚴格區分的部分又該怎么來設計？在設計電路時如何區分是模擬信號還是數字信號關鍵在于與該信號相關的芯片是數字還是模擬的，電源部分給模擬電路供電，將其歸屬于模擬部分，給數字類芯片供電，即將其歸屬于數字部分，而當兩部分混合共用同一個電源時就需要用“橋”的方法將電源從另一部分引過來。上面這種抗干擾系統是目前較為常用的一種方法，但是此種方法在一些小的系統或者小的電路板中適用，在大的電路系統中該方法就有很多的潛在問題，尤其是在復雜的系統中更為突出，在跨越分布間隙布線時，EMI問題隨之而來。比如一個典型的A/D轉換器在使用的時候，制造廠商會建議將A/D轉換器的AGND和DGND使用最短的導線連接起來，連到一個低阻抗的地上。這樣可以使用上面的方法在A/D轉換器下面，在兩個地之間用與IC等寬度的連接橋連接（注意：任何信號線都不能跨越分割間隙）。但是如果系統中有較多的A/D轉換器，每一個都是按照上面的方式來接連，則會產生多點連接，將數字地和模擬地隔離將毫無意義，此時應使用統一地，將統一地人為的分開為數字地和模擬地兩部分，這樣就既可以滿足廠家的要求又可以最大限度的減少EMI問題。

三、高頻信號抗干擾分析

在設計高頻信號的PCB電路板時一定要注意，任何金屬或者導線都可以看作成為由電阻、電感、電容組成的器件，電路板中25mm長的印制導線可以產生15-20nH的電感。因此在PCB設計中的接地時要盡量采用多點接地策略，讓每一個電路系統就近接入最低阻抗的接地線上，使接地線最短，盡可能的減少接地阻抗及減少地線之間的電感和分布電容造成的電路之間的互相偶合。在設計PCB時多點接地最簡單的方法就是全部覆銅，將元件的接地點就近的連接到覆銅上，占了PCB面積絕大多半的接地平面就提供了一個具有極低接地阻抗的“參考地面”，各個元件和單元電路之間互相就杜絕了不需要的高頻偶合。高頻電路板中的數字地和模擬地要單獨處理。高頻數字信號的地線的地電位一般是不一致的，兩者這間常常存在一定的電壓差，而且高頻數字信號的地線還常常帶有非常豐富的高頻信號的諧波分量，當直接連接數字信號地線和模擬信號地線時，高頻信號的諧波就會通過地線耦合的方式對模擬信號進行干擾。通常情況下，對高頻數字信號的地線和模擬信號的地線是要做隔離的，采用在合適位置單點互聯的方式，或者采用高頻扼流磁珠互聯的方式。

總結：在日常的PCB設計中，各類電子元器件的位置布置、導線的加粗與否等都對電路板的干擾性有很大的關系，這些都需要設計人員有熟練的技巧和對電路板的透徹認識能力。PCB設計的抗干擾性對電子產品的使用性能有很大關系，上面列舉的都是在PCB設計中經過實踐總結的方法，希望對電路板設計人員有所幫助。

參 考 文 獻

[1] 騰旭，胡志昂.電子系統抗干擾實用技術.國防工業出版社.

[2] 孫可平.電磁兼容性與抗干擾技術.大連海事學院出版社.

[3] 高紹坤，秦雷，等，編.Protel 99SE實戰詳解與技巧.機械工業出版社.