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GND如何划分?

**引言:**本文首先讲解各种地的区分,以及为什么会有这样的划分,最后针对这个地应该如何布局

一、 各种地是什么?

概述:在电路原理设计阶段,为了降低电路之间的互相干扰,一般会引入不同的GND地线,作为不同功能电路的0V参考点,形成不同的电流回路。

如下图所示:

在这里插入图片描述

二、 为什么划分?

如果将GND连接在一起会产生一下后果:

1、 信号串扰。

例如大功率电路的地线通过地线GND,会影响小功率电路的0V参考点GND,从而产生不同电路信号之间之间的串扰。

2、 信号精度。

模拟电路的考核核心指标就是信号的精度。失去精度,模拟电路也就失去了原本的功能意义。例如,交流电源的地线CGND由于是正弦波,是周期性的上下波动变化,它的电压也是上下波动,不是像直流地线GND一样始终维持在一个0V上不变。将不同电路的地线GND连接在一起,周期性变化的交流地线CGND会带动模拟电路的地线AGND变化,这样就影响了模拟信号的电压精度值了。

3、 EMC实验。

信号越弱,对外的电磁辐射EMC也就越弱;信号越强,对外的电磁辐射EMC也就越强。假如将不同电路的地线GND连接在一起,信号强电路的地线GND,直接干扰了信号弱电路的地线GND,后果是原本信号弱的电磁辐射EMC,也成为了对外电磁辐射强的信号源,增加了电路处理EMC实验的难度。

4、 电路可靠性。

和PCB设计布局一样,电路设计也是模块化设计,如果电路电路系统之间,信号连接的部分越少,电路独立运行的能力越强;信号连接的部分越多,电路独立运行的能力就越弱。因此,对于两个独立功能的电路系统,肯定希望彼此之间的联系越少越好

三、 怎么做

1、 提前规划

利用模块化布局尽量将同类型的地划分在一起,如不在一起,提前规划好地线的连接路线,避免地线连线过长。

2、 尽量完整

尽量保证模块地线连接的完整性,这点尤其是针对电源模块的布局,尽量保证地的完整性。

如果不保证地线的完整性,即使GND布局用万用表测量是连通的,但是原理图的走线先后顺序、以及高频状态下的阻抗确实不合理的,EMC问题的核心之一就是电源模块的核心问题。

备注:EMC测试简单来说就是通过引入各种频率,幅值、周期的信号,检测整个模块在该条件下是否运行正常。

3、 避免地孤立悬空

A、 对于小块用不上的地,进行挖空处理。

B、 对于大块的地,合理增加过孔的数量和位置,减少回流路径,增大地面积。


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