共模干扰电压：中兴设计规范下的PCB接地策略

共模干扰电压是电子工程领域中一个关键概念，尤其是在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）设计中。中兴设计规范与指南强调了PCB接地设计的重要性，因为这直接影响到信号的质量和系统的稳定性。以下是关于共模干扰电压及其在PCB设计中考虑的关键知识点： 1. 定义与产生： 共模干扰电压是由所有导体阻抗引起的，当电流通过地线时，由于阻抗差异会产生压降。在PCB上，这种压降主要由两部分电流引起：一是信号回路的电流，即信号在传输过程中形成的回流；二是电源电流，即设备内部供电线路通过工作地返回电源的电流。 2. 工作地设计： 工作地，通常分为数字地GNDD和模拟地GNDV，分别对应数字和模拟信号，是电路的基准电位。理想情况下，工作地应是等电位平面，但在实际设计中，它既是信号电流的低阻抗路径，也是电源供电路径，这就可能导致共模干扰、信号串扰和辐射问题。 3. 共模干扰： 由于工作地的双重角色，当信号电流和电源电流混合时，可能会产生共模噪声电压（Vnoise）。有效的接地设计需控制这些电流，以减少共模干扰对系统性能的影响。 4. 串扰： PCB上的印制线间的互感和耦合电容会导致信号之间相互干扰。快速变化的信号会产生电磁耦合，表现为图示中的串扰等效电路。线间距、印制线高度等参数会影响串扰的程度。 5. 辐射与干扰： PCB上的快速变化电流回路如同小型天线，会辐射电磁场，导致差模和共模辐射。差模辐射与电流大小、频率和回路面积有关，而共模辐射则与共模电流的频率和电缆长度相关。此外，PCB上的电路也会受到周围电磁场的干扰。 6. PCB接地设计原则： 要实现良好的接地设计，需要遵循以下原则： - 控制信号回路阻抗，减小噪声 - 优化信号回路布局，限制面积以减小辐射 - 分离不同性质的地（如保护地、屏蔽地和工作地），避免互相影响 - 采用合理的接地网络，确保电流路径短而直 - 考虑电源滤波，降低电源噪声对信号的影响 中兴设计规范对PCB的接地设计提出了严格的要求，以确保信号传输的准确性和系统整体的电磁兼容性。通过深入理解并应用这些原则，设计师能够有效地减少共模干扰、串扰和辐射，提升PCB设计的质量。