(A)為什么要將模擬地和數(shù)字地分開,如何分開?
Answer:模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)都要回流到地,因?yàn)閿?shù)字信號(hào)變化速度快,從而在數(shù)字地上引起的噪聲就會(huì)很大,而模擬信號(hào)是需要一個(gè)干凈的地參考工作的。如果模擬地和數(shù)字地混在一起,噪聲就會(huì)影響到模擬信號(hào)。一般來(lái)說(shuō),模擬地和數(shù)字地要分開處理,然后通過(guò)細(xì)的走線連在一起,或者單點(diǎn)接在一起?偟乃枷胧潜M量阻隔數(shù)字地上的噪聲竄到模擬地上。當(dāng)然這也不是非常嚴(yán)格的要求模擬地和數(shù)字地必須分開,如果模擬部分附近的數(shù)字地還是很干凈的話可以合在一起。
(B)為什么要將人和豬分開,如何分開?
Answer:人和豬都要在地面上生活,因?yàn)樨i的文明進(jìn)化過(guò)程比較慢,從而會(huì)把地面上弄得很臟,而人是需要一個(gè)干凈的地面生活的。如果人和豬混在一起生活,豬產(chǎn)生的臟東西就會(huì)影響到人。一般來(lái)說(shuō),人生活的地面和豬生活的地面要分開處理(蓋豬圈),但是人和豬之間又需要有聯(lián)系(喂豬),所以通常就用柵欄連在一起,或者通過(guò)一道門連在一起?偟乃枷胧潜M量阻隔豬圈里的臟東西竄到人生活的地面上。當(dāng)然這也不是非常嚴(yán)格的要求人和豬必須分開,如果人附近的豬還是很干凈的話(寵物豬)可以住在一起。

第1個(gè)(笑死人了)
電梯擴(kuò)大,可以裝更多的人,
電梯大了是好,但公司會(huì)招人,人又多了,再換電梯,再招人...永遠(yuǎn)死循環(huán),有一個(gè)辦法到挺好,大家索性不要電梯,直接往下跳,不管2樓的,3樓的,肯定解決問(wèn)題,但肯定會(huì)出問(wèn)題(第1個(gè)被槍斃掉了)
第2個(gè)
裝2部電梯,一部專門上2樓,另一部專門上3樓
Wonderful!太機(jī)智了,這樣2層樓面的工作人員就互不影響了。
End
明白了否?
數(shù)字地,模擬地互相會(huì)影響不是因?yàn)橐粋(gè)叫數(shù)字,一個(gè)叫模擬,而是他們用了同一部電梯--地,而這部電梯所用的井道就是我們?cè)赑CB上布得地線。
模擬回路的電流走這條線,數(shù)字回路的電流也走這條線,本來(lái)無(wú)可厚非,線布著就是用來(lái)導(dǎo)通電流的,可問(wèn)題處在這根線上有電阻!
而且最根本的問(wèn)題是走這條線的電流要去2個(gè)不同的回路。
假設(shè)一下,有2股電流,數(shù)流,模流同時(shí)從地出發(fā)。有2個(gè)器件,數(shù)件,模件。
若2個(gè)回路不分開,數(shù)流,模流回走到數(shù)件的接地端前的時(shí)候,損耗的電壓為v
v=(數(shù)流+模流)x走線電阻
相當(dāng)于數(shù)字器件的接地端相對(duì)于地端升高了v
數(shù)字器件不滿意了,我承認(rèn)會(huì)升高少許電壓,數(shù)流的那部分我認(rèn)了,但模流的為什么要加在我頭上?
同理模擬器件也會(huì)同樣抱怨
2個(gè)解決方案
第1個(gè):你布的PCB線沒(méi)有阻抗,自然不會(huì)引起干擾,就像2、3樓直接往下跳,那是井道最寬的時(shí)候,也就是可以裝一個(gè)無(wú)限大的電梯,自然誰(shuí)都不影響誰(shuí),但誰(shuí)都知道,this is mission impossible
第2個(gè):2條回路分開走,數(shù)流,模流分開,既數(shù)地、模地分開。
同理,有時(shí)雖在模擬回路中,但也要分大、小電流回路,就是避免相互干擾。
所謂的干擾就是:2個(gè)不同回路中的電流在PCB走線上引起的電壓,這2部分電壓互相疊加而產(chǎn)生的。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),數(shù)字地是數(shù)字信號(hào)的對(duì)地,模擬地是模擬信號(hào)的對(duì)地。
由于數(shù)字信號(hào)一般為矩形波,帶有大量的諧波。如果電路板中的
數(shù)字地與模擬地沒(méi)有從接入點(diǎn)分開,數(shù)字信號(hào)中的諧波很容易會(huì)
干擾到模擬信號(hào)的波形。當(dāng)模擬信號(hào)為高頻或強(qiáng)電信號(hào)時(shí),也會(huì)
影響到數(shù)字電路的正常工作。
存在問(wèn)題的根本原因是,誰(shuí)也無(wú)法保證電路板上銅箔的電阻為零,
在接入點(diǎn)將數(shù)字地和模擬地分開,就是為了將數(shù)字地和模擬地的
共地電阻降到最小。
★數(shù)字地和模擬地處理的基本原則如下:
1模擬地和數(shù)字地之間鏈接
(1)模擬地和數(shù)字地間串接電感一般取值多大?
一般用幾u(yù)H到數(shù)十uH。
(2)用0歐電阻是最佳選擇 (1)可保證直流電位相等、(2)單點(diǎn)接地(限制噪聲)、(3)對(duì)所有頻率的噪聲都有衰減作用(0歐也有阻抗,而且電流路徑狹窄,可以限制噪聲電流通過(guò))。
磁珠相當(dāng)于帶阻陷波器,只對(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有抑制作用,如果不能預(yù)知噪點(diǎn),如何選擇型號(hào),況且,噪點(diǎn)頻率也不一定固定,故磁珠不是一個(gè)好的選擇。
電容不通直流,會(huì)導(dǎo)致壓差和靜電積累,摸機(jī)殼會(huì)麻手。如果把電容和磁珠并聯(lián),就是畫蛇添足,因?yàn)榇胖橥ㄖ保娙輰⑹。串?lián)的話就顯得不倫不類。
電感特性不穩(wěn)定,離散分布參數(shù)不好控制,體積大。電感也是陷波,LC諧振(分布電容),對(duì)噪點(diǎn)有特效。
總之,關(guān)鍵是模擬地和數(shù)字地要一點(diǎn)接地。
建議,不同種類地之間用0歐電阻相連;電源引入高頻器件時(shí)用磁珠;高頻信號(hào)線耦合用小電容;電感用在大功率低頻上。
2 磁珠
采用在高頻段具有良好阻抗特性的鐵氧體材料燒結(jié)面成,專用于抑制信號(hào)線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈沖的能力。
主要參數(shù):
標(biāo)稱值:因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱的,阻抗的單位也是歐姆 .一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn),比如2012B601,就是指在100MHz的時(shí)候磁珠的阻抗為600歐姆。
額定電流:額定電流是指能保證電路正常工作允許通過(guò)電流.
3 電感與磁珠的區(qū)別:
有一匝以上的線圈習(xí)慣稱為電感線圈,少于一匝(導(dǎo)線直通磁環(huán))的線圈習(xí)慣稱之為磁珠;
電感是儲(chǔ)能元件,而磁珠是能量轉(zhuǎn)換(消耗)器件;
電感多用于電源濾波回路,磁珠多用于信號(hào)回路,用于EMC對(duì)策;
磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾,而電感用于這方面則側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾.兩者都可用于處理EMC、EMI問(wèn)題;
電感一般用于電路的匹配和信號(hào)質(zhì)量的控制上.在模擬地和數(shù)字地結(jié)合的地方用磁珠.
磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率,他等效于電阻和電感串聯(lián),但電阻值和電感值都隨頻率變化。他比普通的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時(shí)呈現(xiàn)阻性,所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗,從而提高調(diào)頻濾波效果。
作為電源濾波,可以使用電感。磁珠的電路符號(hào)就是電感但是型號(hào)上可以看出使用的是磁珠在電路功能上,磁珠和電感是原理相同的,只是頻率特性不同罷了
磁珠由氧磁體組成,電感由磁心和線圈組成,磁珠把交流信號(hào)轉(zhuǎn)化為熱能,電感把交流存儲(chǔ)起來(lái),緩慢的釋放出去。
磁珠對(duì)高頻信號(hào)才有較大阻礙作用,一般規(guī)格有100歐/100mMHZ ,它在低頻時(shí)電阻比電感小得多。
鐵氧體磁珠 (Ferrite Bead) 是目前應(yīng)用發(fā)展很快的一種抗干擾組件,廉價(jià)、易用,濾除高頻噪聲效果顯著。
在 電路中只要導(dǎo)線穿過(guò)它即可(我用的都是象普通電阻模樣的,導(dǎo)線已穿過(guò)并膠合,也有表面貼裝的形式,但很少見(jiàn)到賣的)。當(dāng)導(dǎo)線中電流穿過(guò)時(shí),鐵氧體對(duì)低頻電 流幾乎沒(méi)有什么阻抗,而對(duì)較高頻率的電流會(huì)產(chǎn)生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發(fā),其等效電路為一個(gè)電感和一個(gè)電阻串聯(lián),兩個(gè)組件的值都與磁珠 的長(zhǎng)度成比例。磁珠種類很多,制造商應(yīng)提供技術(shù)指標(biāo)說(shuō)明,特別是磁珠的阻抗與頻率關(guān)系的曲線。
有的磁珠上有多個(gè)孔洞,用導(dǎo)線穿過(guò)可增加組件阻抗(穿過(guò)磁珠次數(shù)的平方),不過(guò)在高頻時(shí)所增加的抑制噪聲能力不可能如預(yù)期的多,而用多串聯(lián)幾個(gè)磁珠的辦法會(huì)好些。
鐵氧體是磁性材料,會(huì)因通過(guò)電流過(guò)大而產(chǎn)生磁飽和,導(dǎo)磁率急劇下降。大電流濾波應(yīng)采用結(jié)構(gòu)上專門設(shè)計(jì)的磁珠,還要注意其散熱措施。
鐵氧體磁珠不僅可用于電源電路中濾除高頻噪聲(可用于直流和交流輸出),還可廣泛應(yīng)用于其它電路,其體積可以做得很小。特別是在數(shù)字電路中,由于脈沖信號(hào)含有頻率很高的高次諧波,也是電路高頻輻射的主要根源,所以可在這種場(chǎng)合發(fā)揮磁珠的作用。
鐵氧體磁珠還廣泛應(yīng)用于信號(hào)電纜的噪聲濾除。
以常用于電源濾波的HH-1H3216-500為例,其型號(hào)各字段含義依次為:
HH 是其一個(gè)系列,主要用于電源濾波,用于信號(hào)線是HB系列;
1 表示一個(gè)組件封裝了一個(gè)磁珠,若為4則是并排封裝四個(gè)的;
H 表示組成物質(zhì),H、C、M為中頻應(yīng)用(50-200MHz),
T低頻應(yīng)用(50MHz),S高頻應(yīng)用(200MHz);
3216 封裝尺寸,長(zhǎng)3.2mm,寬1.6mm,即1206封裝;
500 阻抗(一般為100MHz時(shí)),50 ohm。
其產(chǎn)品參數(shù)主要有三項(xiàng):
阻抗[Z]@100MHz (ohm) : Typical 50, Minimum 37;
直流電阻DC Resistance (m ohm): Maximum 20;
額定電流Rated Current (mA): 2500.
電感和磁珠的什么聯(lián)系與區(qū)別
電感是儲(chǔ)能元件,而磁珠是能量轉(zhuǎn)換(消耗)器件
電感多用于電源濾波回路,磁珠多用于信號(hào)回路,用于EMC對(duì)策
磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾,而電感用于這方面則側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾。兩者都可用于處理EMC、EMI問(wèn)題。
磁珠是用來(lái)吸收超高頻信號(hào),象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲(chǔ)器電路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應(yīng)用頻率范圍很少超過(guò)錯(cuò)50MHZ。
★地的連接一般用電感,電源的連接也用電感,而對(duì)信號(hào)線則采用磁珠?
但實(shí)際上磁珠應(yīng)該也能達(dá)到吸收高頻干擾的目的?而且電感在高頻諧振以后都不能再起電感的作用了……
先必需明白EMI的兩個(gè)途徑,即:輻射和傳導(dǎo),不同的途徑采用不同的抑制方法。前者用磁珠,后者用電感。
對(duì)于扳子的IO部分,是不是基于EMC的目的可以用電感將IO部分和扳子的地進(jìn)行隔離,比如將USB的地和扳子的地用10uH的電感隔離可以防止插拔的噪聲干擾地平面?
電感一般用于電路的匹配和信號(hào)質(zhì)量的控制上。在模擬地和數(shù)字地結(jié)合的地方用磁珠。
在模擬地和數(shù)字地結(jié)合的地方用磁珠。數(shù)字地和模擬地之間的磁珠用多大
磁珠的大。ù_切的說(shuō)應(yīng)該是磁珠的特性曲線)
取決于你需要磁珠吸收的干擾波的頻率
為什么磁珠的單位和電阻是一樣的呢??都是歐姆。
磁珠就是阻高頻嘛,對(duì)直流電阻低,對(duì)高頻電阻高,不就好理解了嗎,
比如1000R@100Mhz就是說(shuō)對(duì)100M頻率的信號(hào)有1000歐姆的電阻
因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱的,阻抗的單位也是歐姆。磁珠的datasheet上一般會(huì)附有頻率和阻抗的特性曲線圖。一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn),比如2012B601,就是指在100MHz的時(shí)候磁珠的Impedance為600歐姆。
在很多產(chǎn)品中,交換機(jī)的兩個(gè)地用電容連接起來(lái),為什么不用電感?你說(shuō)的兩個(gè)地,其中一個(gè)是不是機(jī)殼的?
我估計(jì)(以下全部估計(jì),有錯(cuò)請(qǐng)指點(diǎn))
如 果用磁珠或者直接相連的話,人體靜電等意外電平會(huì)輕易進(jìn)入交換機(jī)的地,這樣交換機(jī)工作就不正常了。但如果它們之間斷開,那么遭受雷擊或者其他高壓的時(shí)候, 兩個(gè)地之間的電火花引起起火…… 加電容則避免這種情況。交換機(jī)的地,是通過(guò)兩個(gè)地之間的之間的電容去消除諧波。就像高阻抗的變壓器一樣,他附加了一個(gè)消除諧波的通路!我自己認(rèn)為!請(qǐng)指 正!鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金,這種材料具有很高的導(dǎo)磁率,他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情 況下應(yīng)用,因?yàn)樵诘皖l時(shí)他們主要程電感特性,使得線上的損耗很小。在高頻情況下,他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變。實(shí)際應(yīng)用中,鐵氧體材料是作為射頻 電路的高頻衰減器使用的。實(shí)際上,鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯(lián),低頻下電阻被電感短路,高頻下電感阻抗變得相當(dāng)高,以至于電流全部通過(guò)電阻。鐵 氧體是一個(gè)消耗裝置,高頻能量在上面轉(zhuǎn)化為熱能,這是由他的電阻特性決定的。線圈,磁珠有一匝以上的線圈習(xí)慣稱為電感線圈,少于一匝(導(dǎo)線直通磁環(huán))的線 圈習(xí)慣稱之為磁珠。用途由起所需電感量決定。
請(qǐng)教:對(duì)于驊訊的USB聲卡方案中,在UBS電源端與地端也分別接有一個(gè)磁珠,不知是否有人清楚,但是在實(shí)際生產(chǎn)中也有些工程把磁珠用電感去代替了,請(qǐng)問(wèn)這樣可以嗎?
那里的磁珠是起什么作用喲?作為電源濾波,可以使用電感。磁珠的電路符號(hào)就是電感但是型號(hào)上可以看出使用的是磁珠在電路功能上,磁珠和電感是原理相同的,只是頻率特性不同罷了。
★數(shù)字地和模擬地處理的基本原則如下:
1)、若為低頻模擬電路,加粗和縮短地線;單點(diǎn)接地,可有效防止由于地線公共阻抗而導(dǎo)致的部件之間的互相干擾。而高頻電路和數(shù)字電路,地線的電感效應(yīng)較嚴(yán)重,單點(diǎn)接地會(huì)導(dǎo)致實(shí)際地線加長(zhǎng),故應(yīng)多點(diǎn)接地和單點(diǎn)接地相結(jié)合。
2)、高頻電路還應(yīng)考慮如何抑制高頻輻射噪聲。方法如下:應(yīng)盡量加粗地線,以降低噪聲對(duì)地阻抗;大面積(滿)接地,即除傳輸信號(hào)及電源的印制線以外,其余部分全覆銅作為地線,但不要留有死的無(wú)用大面積銅箔。
3)、地線應(yīng)構(gòu)成環(huán)路,以防止產(chǎn)生高頻輻射噪聲,但環(huán)路面積不可過(guò)大,以免產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流。注意若為低頻電路,則應(yīng)避免地線環(huán)路。
4)、數(shù)字電源和模擬電源最好隔離,地線分開布置,如果有A/D轉(zhuǎn)換電路,則只在盡量靠近該器件處單點(diǎn)接地。
1)、若為低頻模擬電路,加粗和縮短地線;單點(diǎn)接地,可有效防止由于地線公共阻抗而導(dǎo)致的部件之間的互相干擾。而高頻電路和數(shù)字電路,地線的電感效應(yīng)較嚴(yán)重,單點(diǎn)接地會(huì)導(dǎo)致實(shí)際地線加長(zhǎng),故應(yīng)多點(diǎn)接地和單點(diǎn)接地相結(jié)合。
2)、高頻電路還應(yīng)考慮如何抑制高頻輻射噪聲。方法如下:應(yīng)盡量加粗地線,以降低噪聲對(duì)地阻抗;大面積(滿)接地,即除傳輸信號(hào)及電源的印制線以外,其余部分全覆銅作為地線,但不要留有死的無(wú)用大面積銅箔。
3)、地線應(yīng)構(gòu)成環(huán)路,以防止產(chǎn)生高頻輻射噪聲,但環(huán)路面積不可過(guò)大,以免產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流。注意若為低頻電路,則應(yīng)避免地線環(huán)路。
4)、數(shù)字電源和模擬電源最好隔離,地線分開布置,如果有A/D轉(zhuǎn)換電路,則只在盡量靠近該器件處單點(diǎn)接地。
模擬地與數(shù)字地(轉(zhuǎn))
模擬電路涉及弱小信號(hào),但是數(shù)字電路門限電平較高,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之外,電路各部分采用一點(diǎn)接地是抑制地線干擾的最佳選擇,主要可以防止由于地線公共阻抗而導(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)際地線加長(zhǎng)而帶來(lái)不利影響,這時(shí)應(yīng)采取分開接地和一點(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,以降低噪聲對(duì)地阻抗;滿接地,即除傳輸信號(hào)的印制線以外,其他部分全作為地線。不要有無(wú)用的大面積銅箔。
地線應(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)避免地線環(huán)路。數(shù)字電源和模擬電源最好隔離,地線分開布置,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;2、用電容連接;3、用電感連接;4、用0歐姆電阻連接。
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。
電容隔直通交,造成浮地。
電感體積大,雜散參數(shù)多,不穩(wěn)定。
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
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