Quelle est la classification de mise à la terre de la conception de circuits imprimés à grande vitesse?

Avec le développement de la technologie électronique, les fonctions des produits électroniques deviennent de plus en plus puissantes. La conception des PCB joue un rôle important dans la conception des produits électroniques, car la bonne ou la mauvaise conception des PCB affectera directement la réalisation des fonctions du produit.

Dans la conception de produits électroniques, il n'est pas difficile de concevoir un circuit PCB pour remplir sa fonction. La difficulté est qu'elle n'est pas affectée par divers effets, tels que les changements de température et d'humidité, les changements de pression d'air, les chocs mécaniques, la corrosion, etc. Afin d'obtenir un travail continu et normal, nous adopterons différentes méthodes de conception ou processus de fabrication des mesures pour éliminer ou réduire ces effets. Tout le monde sait que la conception de la mise à la terre est le fondement de la conception du système. Une bonne mise à la terre est une condition préalable à un fonctionnement sûr et stable du système. Aujourd'hui, nous parlerons des connaissances pertinentes de la méthode de mise à la terre dans la conception de PCB à haute vitesse.

Conception de mise à la terre PCB:

Une mise à la terre large comprend deux significations, à savoir sol solide et sol virtuel. La terre solide fait référence à la connexion avec la terre; La connexion virtuelle à la terre fait référence à la connexion avec le point de référence potentiel, lorsque ce point de référence est isolé électriquement de la terre, il est appelé connexion flottante. La mise à la terre a deux objectifs: le premier est d'assurer le fonctionnement stable et fiable du système de contrôle et de prévenir les interférences causées par la boucle de terre, souvent appelée le sol de travail; l'autre est d'éviter le risque de choc électrique pour l'opérateur du fait de l'endommagement de l'isolation ou de la chute de l'équipement et d'assurer la sécurité de l'équipement. C'est ce qu'on appelle la mise à la terre de protection.

Principe de sélection du sol:

Pour un dispositif ou système donné, à la longueur d'onde λ correspondant à la fréquence d'intérêt la plus élevée, lorsque la longueur de la ligne de transmission L> λ, il est considéré comme un circuit haute fréquence, sinon, il est considéré comme un circuit basse fréquence.

(1) Circuit basse fréquence (≤ 1 MHZ), une mise à la terre à point unique est recommandée;

(2) Circuit haute fréquence (≥ 10 MHZ), une mise à la terre multipoint est recommandée;

(3) Circuit mixte haute et basse fréquence, mise à la terre mixte, la plage de fréquence de travail applicable est généralement de 500 kHz - 3 0 MHz;

Méthode de mise à la terre des PCB:

1. Mise à la terre à point unique: les fils de mise à la terre de tous les circuits sont connectés au même point sur le plan de masse et sont divisés en mise à la terre à point unique série et mise à la terre à point unique parallèle.

La mise à la terre à un point convient aux circuits avec des fréquences plus basses (inférieures à 1 MHZ). Si la fréquence de fonctionnement du système est si élevée que la longueur d'onde de fonctionnement est comparable à la longueur du fil de terre du système, il y a un problème avec la méthode de mise à la terre à point unique. Lorsque la longueur du fil de terre est proche de 25 pour cent de la longueur d'onde, c'est comme une ligne de transmission avec des bornes court-circuitées. Le courant et la tension du fil de terre sont distribués sous forme d'ondes stationnaires. Le fil de terre devient une antenne rayonnante et ne peut pas jouer le rôle de&"Ground GG".

Afin de réduire l'impédance de terre et d'éviter le rayonnement, la longueur du fil de terre doit être inférieure à 5 pour cent de longueur de longueur d'onde. Lors du traitement du circuit de puissance, un seul point de mise à la terre peut généralement être envisagé. Pour les PCB utilisés dans un grand nombre de circuits numériques, il n'est généralement pas recommandé d'utiliser une méthode de mise à la terre en un seul point en raison de ses riches harmoniques d'ordre élevé.

2. Mise à la terre multipoint: les fils de mise à la terre de tous les circuits sont mis à la terre à proximité. Le fil de terre est très court et adapté à la mise à la terre haute fréquence.

La mise à la terre multipoint signifie que chaque point de mise à la terre de l'équipement est directement connecté au plan de mise à la terre le plus proche, de sorte que la longueur du conducteur de mise à la terre est la plus courte.

La structure du circuit de mise à la terre multipoint est simple et le phénomène des ondes stationnaires à haute fréquence qui peuvent apparaître sur la ligne de mise à la terre est considérablement réduit. Il convient aux occasions avec une fréquence de travail élevée (≥ 10 MHZ) .Cependant, la mise à la terre multipoint peut provoquer de nombreuses boucles de mise à la terre à l'intérieur de l'appareil, réduisant ainsi la résistance du' Champs électromagnétiques. Dans le cas d'une mise à la terre multipoint, nous devons noter les problèmes de boucle intentionnels, en particulier les interférences électromagnétiques causées par la boucle de terre lors de la mise en réseau entre différents modules et appareils:

Le fil de terre idéal doit être une entité physique avec un potentiel nul et une impédance nulle. Cependant, le fil de terre lui-même possède à la fois un composant de résistance et un composant de réactance. Lorsqu'un courant traverse le fil de terre, une chute de tension est générée. Le fil de terre formera une boucle avec d'autres connexions (signal, ligne électrique, etc.). Lorsque le champ électromagnétique variant dans le temps est couplé à cette boucle, une force électromotrice induite sera générée dans la boucle de masse et couplée à la charge par la boucle de masse, posant une menace potentielle EMI.

3. Mise à la terre mixte: mélangez la mise à la terre monopoint et la mise à la terre multipoint.

Généralement, tous les modules utiliseront deux méthodes de mise à la terre de manière globale et utiliseront une méthode de mise à la terre mixte pour compléter la connexion entre la terre du circuit et le plan de masse.

Si vous ne choisissez pas d'utiliser tout le plan comme masse commune, par exemple lorsque le module lui-même a deux masses, vous devez diviser le plan de masse, qui interagit souvent avec le plan de puissance. Faites attention aux principes suivants:

(1) Alignez les plans pour éviter le chevauchement entre le plan de puissance non pertinent et le plan de masse, sinon cela entraînera la défaillance de tous les plans de sol et interférera les uns avec les autres;

(2) Dans le cas de la haute fréquence, le couplage entre les couches à travers la capacité parasite de la carte de circuit imprimé se produira;

(3) Les lignes de signal entre les plans de masse (tels que les plans de masse numériques et les plans de masse analogiques) sont connectées par des ponts de masse, et le chemin de retour le plus proche est configuré à travers le trou traversant le plus proche.

(4) Évitez d'exécuter des traces à haute fréquence telles que des lignes d'horloge près du plan de masse isolé, provoquant un rayonnement inutile.

(5) La zone de boucle formée par la ligne de signal et sa boucle est aussi petite que possible, également connue sous le nom de règle minimale de boucle; plus la zone de boucle est petite, moins il y a de rayonnement externe et plus les interférences reçues du monde extérieur sont petites. Lors de la division du plan de masse et du routage des signaux, tenez compte de la distribution du plan de masse et des traces de signaux importantes pour éviter les problèmes causés par la fente du plan de masse.

4. Sol flottant:

La terre flottante fait référence à une méthode de mise à la terre dans laquelle le système de mise à la terre de l'équipement est isolé électriquement du sol.

En raison de certaines faiblesses du sol flottant, il ne convient pas aux grands systèmes généraux et sa méthode de mise à la terre est rarement utilisée.