地線是作為電路或系統(tǒng)電位基準點的等電位體,是系統(tǒng)中各個電路的公共導體,任何電路的電流都會經(jīng)過地線形成回路。然而,任何導體都存在著一定的阻抗,當?shù)鼐€中有電流通過時,根據(jù)歐姆定律,地線上就會有電壓存在,那么地線就不是一個等電位體。所以在實際設(shè)計電路或系統(tǒng)時,關(guān)于地線上各點的電位一定相等的假設(shè)就不是成立的,實際的情況是底線上各點存在電位差,有的相位差還可能很大。地線的公共阻抗會使各接地點間形成一定的電壓,從而就會產(chǎn)生接地干擾。
在電子產(chǎn)品的PCB設(shè)計中,抑制或防止地線干擾是需要考慮的最主要問題之一。所謂干擾,必然是發(fā)生在不同的單元電路、部件或系統(tǒng)之間,而地線干擾是指通過公用地線的方式產(chǎn)生的信號干擾。注意這里所提到的信號,通常是指交流信號或者跳變信號。地線干擾的形式很多,有人把它歸結(jié)成兩類:地線環(huán)路干擾、公共阻抗干擾,其實應該還要加上地線環(huán)路的電磁耦合干擾,因此是三類。
一、地環(huán)路干擾:橫向,每根導線上的電流不同,因此會產(chǎn)生差模電壓,對電路造成影響。具體的說就是“其他電路單元B”的地線電流,在J、N、L、M形成的“地線環(huán)路”中,對放大器A1和A2造成了影響。由于這種干擾是由電纜與地線構(gòu)成的環(huán)路電流產(chǎn)生的,因此成為地環(huán)路干擾。
二、地環(huán)路電磁耦合干擾:在實際電路的PCB上,J、N、L、M形成的“地線環(huán)路”將包圍一定的面積,根據(jù)電磁感應定律,如果這個環(huán)路所包圍的面積中有變化的磁場存在,就會在環(huán)路中產(chǎn)生感生電流,形成干擾。空間磁場的變化無處不在,于是包圍的面積越大干擾就越嚴重。
三、公共阻抗干擾:認真考察上圖所示的電路結(jié)構(gòu),我們將發(fā)現(xiàn),J、N、L、M中,有一條連接是多余的,隨便去除其一,仍然可以滿足各個接地點的連通關(guān)系,同時又可以消除地線環(huán)路。那么,將哪一條連線去除比較合理呢?這時就要考慮另一類的干擾問題——公共阻抗干擾。
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