PCB接地技术:ADI专业指南
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更新于2024-09-12
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"ADI公司的专业文档提供了关于PCB接地的详细指导,强调了接地在系统设计中的重要性,特别是在高精度线性系统和混合信号环境中的挑战。文档由Hank Zumbahlen撰写,涵盖了接地的基本原则,如接地层的使用,以及如何管理杂散接地和信号返回电压。文中还探讨了适用于模拟/数字混合信号环境的接地技术,并指出当前的信号处理系统常常需要处理混合信号,如ADC、DAC和DSP,因此高速电路设计技术,包括正确的信号布线、去耦和接地,对于保持低噪声和宽动态范围至关重要。文档指出,即使是‘低速’的ADC和DAC,也可能需要高速设计考虑,因为它们在实际操作中通常与高速时钟一起工作,有快速的上升和下降时间。"
接地是电子设计中的核心问题,尤其是在PCB设计中。ADI的文档首先阐述了接地的概念,指出在单极性电源系统中,地不仅是信号的基准点,还是电源电流的回路。这可能导致性能下降,如果接地策略应用不当。在基于PCB的电路设计中,使用合适的接地层是关键,因为它能有效减少噪声和提高信号质量。
文档接着讨论了如何控制杂散接地和信号返回电压,这些电压可能来源于外部信号耦合、公共电流或接地导线中的IR压降。有效的布线策略、线宽选择以及差分信号处理和接地隔离技术可以用来管理这些寄生电压,以维持系统的稳定运行。
针对模拟/数字混合信号环境,文档提出了特定的接地技术。混合信号PCB设计的布局原则必须考虑到这一点,因为许多现代信号处理系统都包含了混合信号组件。例如,高性能ADC和DAC在处理宽动态范围的模拟信号时,需要在嘈杂的数字环境中保持低噪声性能。这需要高速电路设计技术的支持,包括适当的信号路径规划、去耦电容的使用,以及精细的接地策略。
文档特别指出,随着技术的发展,过去的“低速”ADC和DAC现在往往工作在高速时钟下,因此设计者必须将这些组件视为高速设备,采用相应的设计方法,以确保整体性能的最优。这份ADI的专业文档为理解和解决PCB设计中的接地问题提供了宝贵的指导。
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