電路接地與供電模塊原理解析(二)
來(lái)源:北京康高特儀器設(shè)備有限公司
發(fā)布時(shí)間:2016-11-10 16:43:02
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分類(lèi):技術(shù)文章
作為*后一個(gè)案例,這里介紹一個(gè)假設(shè)的具有機(jī)械約束的*終系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中,用戶(hù)界面和整體尺寸會(huì)給設(shè)計(jì)帶來(lái)一些限制。

圖3 典型的移動(dòng)平板電腦應(yīng)用模塊和布局
圖3中的每個(gè)電源都被顏色編碼以便區(qū)分,圖中*重要的部分是彩色標(biāo)識(shí)的GND返回電流。因?yàn)槎鄠€(gè)電源是串聯(lián)的,導(dǎo)致每個(gè)*終負(fù)載和GND電流被迫以它們被加電時(shí)相同的順序去完成返回路徑。例如,電池為BUCK1.2V調(diào)節(jié)器加電,該調(diào)節(jié)器為微處理器供電。因此,流經(jīng)微處理器的電流在返回到電池之前,將直接返回到BUCK1.2V調(diào)節(jié)器器GND端。如果未能預(yù)見(jiàn)到全部的電流回路和電流路徑完成的次序,*可能導(dǎo)致電路運(yùn)行不穩(wěn)定,或者沒(méi)有足夠的 GND電流返回,原因是這些問(wèn)題沒(méi)有在電路布局中適當(dāng)?shù)乜紤]到并加以控制。
值得注意的是,上述所列出的各例中都假設(shè)采用一個(gè)單一的GND,并且被畫(huà)在一個(gè)銅平面上,該平面在一個(gè)PCB層中為連續(xù)和不間斷的。此接地平面由電路中所有的模塊共享,而不是隔分GND平面,或把它分離為多個(gè)子部分,之后使用組件來(lái)連接GND平面及控制電流路徑。特意的模塊布局已經(jīng)開(kāi)始得到實(shí)施,因?yàn)檫@種方法使用自然的電流流動(dòng)可以使電路屏蔽免受不需要的GND反彈影響。任何承載電流或電壓(正電位)的線路必須要有一個(gè)返回路徑,而返回路徑應(yīng)盡可能地接近正電位形式的信號(hào),并且會(huì)被分配到源信號(hào)/電源軌下方的GND平面上。
在理解了電流的流動(dòng)和*小化電流環(huán)路的概念后可以得到一個(gè)明顯的結(jié)論,單點(diǎn)接地方法是PCB設(shè)計(jì)的理想和*方法,因?yàn)樗@著減少了元件數(shù)量,電路板層數(shù)和潛在的輻射:每段線路和模塊應(yīng)該在PCB板上具有盡可能短的返回路徑。按照此指導(dǎo)原則,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員只需要從正確的走線寬度、組件和模塊的智能布局等角度來(lái)控制PCB設(shè)計(jì)。他沒(méi)有必要去檢查每一段線路,或搭建多個(gè)實(shí)驗(yàn)板以獲得正確的電源、信號(hào)和GND方案。單一、不間斷的GND平面層帶來(lái)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是該平面的連續(xù)性允許產(chǎn)生的熱量均勻地散布在整個(gè)PCB表面,從而實(shí)現(xiàn)較低的工作溫度。
用于驅(qū)動(dòng)任何電路的任何信號(hào)(或電源),必須有適當(dāng)?shù)穆窂椒祷氐皆搭^。電路設(shè)計(jì)人員必須考慮源和接地方案以正確地實(shí)現(xiàn)*終的系統(tǒng)方案。在實(shí)施階段考慮負(fù)載和負(fù)載類(lèi)型是至關(guān)重要的,這樣可以使那些引起電壓反彈的電流路徑得到控制。在GND噪聲不影響PCB性能的區(qū)域,布局和定位那些電流通路是實(shí)現(xiàn)有效和高效電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
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