模块PCB设计时的地线策略

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模块PCB设计时的地线策略 [复制链接]

在设计模块的时候，通常会遇到地线策略的问题，这通常又与EMC有关，一般的来说，地线是信号电流流回信号源的地阻抗路径。
我们在设计模块的时候通常是根据整体的设计而确定的，由于汽车系统的线束设计的问题。不可避免的会存在地环路干扰的现象。由于在整车系统中通常会使用很长电缆连接模块，而且很多负载和开关都是就近搭铁接地的，因此电流在回流路径上会产生模块与负载之间的地线电位差（地偏移）。地线电压可能会导致了地环路电流，由于电路的非平衡性，地环路电流导致对电路造成影响的差模干扰电压。
因此我们在设计地平面的时候要分两种情况：
如果模块地平面只有一个地（GND）线回路的时候，在大部分情况下，我们在内部就不需要划分信号地（DGND）和功率地（PGND）。模块地线引脚应该直接连接到模块的地平面上。如果存在敏感的器件或者需要划分数字逻辑地和模拟地的时候，也可以把两者分开后同时接到地线返回引脚上（单点接地）。

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另外一种设计就是系统本身设计有多个模块地了，我们在模块内部分地。我们也是希望把两个地接在一起。

系统划分两个地线的时候，当然系统可能存在某些大干扰的负载如存在继电器作为低边电流返回的时候（如果两个地直接接在一起，会引起很大的干扰），就考虑需要把DGND和PGND分开了，不过需要注意的是，两个地之间的电阻不能小于1KOHMs，如果小于这个数值就需要评估可能存在的内部地环路电流的情况了。

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另外需要考虑的就是，在两个地分开后，如果一个地线断开后，要保证系统不损坏。我们看这个例子：
在这个设计中，可以采用二极管+电阻的方法。




补充模块内接地方法：
单点接地：所有电路的地线接到公共地线的同一点，进一步可分为串联单点接地和并联单点接地。最大好处是没有地环路，相对简单。但地线往往过长，导致地线阻抗过大。
多点接地：所有电路的地线就近接地，地线很短，适合高频接地。问题是存在地环路。
混合接地：在地线系统内使用电感、电容连接，利用电感、电容器件在不同频率下有不同阻抗的特性，使地线系统在不同的频率具有不同的接地结构。