PCB板的抗干扰接地策略分析

高春雪 孙保海

【摘要】在利用PROTEL设计PCB板过程中，电路板中的数字信号和模拟信号的接地方案若设计不合理，就有可能出现各种干扰，导致所设计的PCB板方案无法正常实现，使整个电路板的性能下降，甚至影响其正常工作，对此本文介绍了几种在PCB板设计过程中抗干扰接地的策略。

【关键词】 PCB设计 抗干扰 策略

Anti-interference earthing strategy analysis of PCB

Abstract： In the process of using PROTEL PCB， circuit board of the digital signal and analog signal grounding scheme if the design is not reasonable， it may appear all kinds of interference， lead to the design scheme of PCB to implementation， the whole circuit performance degradation， and affect their normal work， this paper introduces several anti-interference earthing in the process of PCB design strategy.

Key words： PCB design； Anti-interference； strategy

一、引言

现如今，各类电子产品已遍布我们生活中的各个角落，而电子设备的核心构件—PCB板也随之迅速发展，电子设备能否正常、安全、平稳的运行，很大程度上取决于电路板—PCB板的设计。在PCB板的设计过程当中，最重要的一个环节即是电子产品的接地、抗干扰了。目前，每个电路板的设计人员都对自己的电路板的接地抗干扰有自己的见解，而各种电子设备的接地抗干扰的方法和技术在时时更新，这将给电子设备的持续平稳安全运行提供重要保障。本文就电子设备的电路板抗干扰接地策略进行论述。

二、数字信号和模拟信号的接地

但在设计PCB板时，到底哪些部分属于数字区域，哪些部分属于模拟信号区域，我们无法将其严格进行区分，比如在电路中，电源部分是共用的，在设计PCB时它应该归属于哪一部分？在PCB设计中，常用的抗干扰方法就是将数字电路和模拟电路区分开来，画在不同的区域。但像上面所说的并不能严格区分的部分又该怎么来设计？在设计电路时如何区分是模拟信号还是数字信号关键在于与该信号相关的芯片是数字还是模拟的，电源部分给模拟电路供电，将其归属于模拟部分，给数字类芯片供电，即将其归属于数字部分，而当两部分混合共用同一个电源时就需要用“桥”的方法将电源从另一部分引过来。上面这种抗干扰系统是目前较为常用的一种方法，但是此种方法在一些小的系统或者小的电路板中适用，在大的电路系统中该方法就有很多的潜在问题，尤其是在复杂的系统中更为突出，在跨越分布间隙布线时，EMI问题随之而来。比如一个典型的A/D转换器在使用的时候，制造厂商会建议将A/D转换器的AGND和DGND使用最短的导线连接起来，连到一个低阻抗的地上。这样可以使用上面的方法在A/D转换器下面，在两个地之间用与IC等宽度的连接桥连接（注意：任何信号线都不能跨越分割间隙）。但是如果系统中有较多的A/D转换器，每一个都是按照上面的方式来接连，则会产生多点连接，将数字地和模拟地隔离将毫无意义，此时应使用统一地，将统一地人为的分开为数字地和模拟地两部分，这样就既可以满足厂家的要求又可以最大限度的减少EMI问题。

三、高频信号抗干扰分析

在设计高频信号的PCB电路板时一定要注意，任何金属或者导线都可以看作成为由电阻、电感、电容组成的器件，电路板中25mm长的印制导线可以产生15-20nH的电感。因此在PCB设计中的接地时要尽量采用多点接地策略，让每一个电路系统就近接入最低阻抗的接地线上，使接地线最短，尽可能的减少接地阻抗及减少地线之间的电感和分布电容造成的电路之间的互相偶合。在设计PCB时多点接地最简单的方法就是全部覆铜，将元件的接地点就近的连接到覆铜上，占了PCB面积绝大多半的接地平面就提供了一个具有极低接地阻抗的“参考地面”，各个元件和单元电路之间互相就杜绝了不需要的高频偶合。高频电路板中的数字地和模拟地要单独处理。高频数字信号的地线的地电位一般是不一致的，两者这间常常存在一定的电压差，而且高频数字信号的地线还常常带有非常丰富的高频信号的谐波分量，当直接连接数字信号地线和模拟信号地线时，高频信号的谐波就会通过地线耦合的方式对模拟信号进行干扰。通常情况下，对高频数字信号的地线和模拟信号的地线是要做隔离的，采用在合适位置单点互联的方式，或者采用高频扼流磁珠互联的方式。

总结：在日常的PCB设计中，各类电子元器件的位置布置、导线的加粗与否等都对电路板的干扰性有很大的关系，这些都需要设计人员有熟练的技巧和对电路板的透彻认识能力。PCB设计的抗干扰性对电子产品的使用性能有很大关系，上面列举的都是在PCB设计中经过实践总结的方法，希望对电路板设计人员有所帮助。

参 考 文 献

[1] 腾旭，胡志昂.电子系统抗干扰实用技术.国防工业出版社.

[2] 孙可平.电磁兼容性与抗干扰技术.大连海事学院出版社.

[3] 高绍坤，秦雷，等，编.Protel 99SE实战详解与技巧.机械工业出版社.