วงแหวนกราวด์ - ดีหรือไม่ดี


31

นี่คือสองเส้นทาง:

การกำหนดเส้นทางแรก

เส้นทางที่สอง

ไหนดีกว่ากัน ในมือข้างหนึ่งอันแรกไม่ดีเพราะวงแหวนกราวด์เป็นขดลวดเลี้ยวเดียวดังนั้นกระแสเหนี่ยวนำจะปรากฏขึ้น ในทางตรงกันข้ามที่สองนั้นไม่ดีเพราะศักยภาพในจุดที่ตรงกันข้ามของระนาบกราวน์จะแตกต่างกันเมื่อกระแสมีขนาดใหญ่ ฉันสับสน

emc  routing 

คำตอบ:


24

แหวนแยกเป็นที่ต้องการ วงแหวนที่หมุนไปรอบ ๆ ทำหน้าที่เหมือนเสาอากาศแบบวนรอบหรืออาจทำหน้าที่เป็นขดลวดหม้อแปลงที่ปิดสนิท เสาอากาศแบบลูปอาจแผ่กระจายหรือรับสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าและหากทำหน้าที่เป็นขดลวดหม้อแปลงหลักวงจรรอบไมโครคอนโทรลเลอร์ที่อยู่ตรงกลางอาจทำหน้าที่เป็นขดลวดทุติยภูมิและกลายเป็นอิทธิพล

อย่างไรก็ตามเครื่องบินภาคพื้นดินที่ดีที่สุดในโลกจะไม่สามารถแก้ปัญหาทั้งหมดได้ ที่ใดที่หนึ่งคุณต้องข้ามพรมแดนด้วยสัญญาณของคุณด้วยไฟฟ้า (ยกเว้นถ้าคุณใช้ออปโตคัปเปลอร์) ความคิดทั้งหมดของการแบ่งบอร์ดของคุณออกเป็นพื้นที่สะอาดและสกปรกนั้นสมเหตุสมผลเมื่อคุณมีไดรเวอร์สำหรับสัญญาณสกปรกในพื้นที่สกปรกด้วย ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องพิจารณาว่าอินเตอร์เฟสระหว่างพื้นที่ที่สะอาดและสกปรกของคุณเป็นอย่างไร ยกตัวอย่างเช่นคุณขับสัญญาณจากภายในพื้นที่ที่สะอาดและให้พื้นดินกลับมาด้านนอกคุณจะไม่ได้อะไรเลย ความคิดของคุณจะใช้งานได้หากสัญญาณ "ร้อน" และเส้นทางย้อนกลับไม่ก่อให้เกิดลูปในพื้นที่ขนาดใหญ่เช่นนี้ (ไม่สำคัญว่าวงแหวนจะถูกแยกหรือไม่):

ความคิดที่ไม่ดีคนขับ

นี่คือเหตุผลเช่นนี้เป็นความคิดที่ไม่ดี - พิจารณาการกลับมาเส้นทางTM สังเกตห่วงยักษ์ที่กระแสน้ำไหลผ่านและที่สำคัญที่สุดให้สังเกตว่าความสกปรกถูกดึงเข้าสู่ใจกลางของพื้นที่ที่สะอาดอย่างไร:

  • ขับผลผลิตสูง Loop_Hi_Driver_Clean

  • ขับเอาต์พุตต่ำ Loop_Lo_Driver_Clean

ด้วยไดรเวอร์ภายนอกด้านนอก (พื้นสกปรก) คุณมีสัญญาณการขับขี่ขนาดเล็กข้ามพื้นที่ระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และไดรเวอร์และสัญญาณปัจจุบันที่สูงขึ้นจะถูกบังคับให้อยู่ในลูปภายในพื้นที่สกปรก ข้อเสียเปรียบคือการกระเด้งระหว่างแรงดันกราวด์ท้องถิ่นที่ไมโครคอนโทรลเลอร์และไดรเวอร์ แต่สิ่งเหล่านี้สามารถเก็บรักษาไว้ได้เล็กน้อยเมื่อใช้ตัวเก็บประจุบายพาสที่เหมาะสมทุกที่ที่คุณคาดหวังว่าจะมีความเร็วสูงหรือรวดเร็วและที่ขั้วอินพุท

ไดร์เวอร์ที่เอาต์พุต

ท่วงท่าที่สร้างขึ้นโดยกระแส "สกปรก" นั้นเล็กและที่สำคัญที่สุดคือพวกมันอยู่ในที่ที่มันอยู่ พวกเขามีลักษณะเช่นนี้สำหรับ ...

  • ... ขับกำลังสูง Loop_Dirty_Hi

  • ... และต่ำ Loop_Dirty_Lo

(ลูปจะแสดงเฉพาะสำหรับ transients เมื่อขับโหลด capacitive เท่านั้นกระแส DC ขนาดใหญ่จะต้องได้รับมาจากอินพุตแน่นอน บริเวณเฉพาะที่ไมโครคอนโทรลเลอร์และเทอร์มินัลไดรเวอร์ / เอาต์พุตคือความต้านทานทองแดง DC ของแหล่งจ่ายของคุณและมุ้ง GND)


ช่างเป็นคำตอบที่ยอดเยี่ยมมาก! นี่คือสิ่งที่เว็บไซต์นี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับ ขอบคุณสำหรับสิ่งนี้. ภาพทำให้เข้าใจได้ง่ายมาก! ฉันมีคำถามเล็ก ๆ : คุณจะแนะนำให้มีพื้นดินสกปรก 'แยก' เมื่อใดก็ตามที่ฉันมีสัญญาณไปนอกบอร์ด? แม้ว่าสัญญาณไม่สูงในปัจจุบันและเป็นเพียงสิ่งที่ต้องการ SPI ฯลฯ
ซาด

@Saad - เครื่องบินภาคพื้นดินมักจะถูกแนะนำในบันทึกการใช้งานเพื่อแก้ไขปัญหา EMI ใด ๆ ที่พวกเขาไม่ได้ การแบ่งระนาบกราวด์ของคุณเช่นในตัวอย่างนี้ (สกปรก / สะอาด) อาจเป็นตัวเลือกเพื่อป้องกันกระแส (spikes) ที่หนักไหลผ่านส่วนการปรับสภาพสัญญาณเซ็นเซอร์ของวงจรของคุณ อย่างไรก็ตามสำหรับอินเทอร์เฟซ (เช่น SPI) คุณสามารถแนะนำการเด้งพื้น ดังนั้นในกรณีนี้การกำหนดเส้นทางที่ดีและมีการเหนี่ยวนำต่ำสำหรับสัญญาณและพื้นดินน่าจะเป็นทางเลือกที่ดีกว่า มันแตกต่างกันมากถ้าคุณขับโซลินอยด์ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่หรืออินเทอร์เฟซ
zebonaut

ขอขอบคุณ! ดังนั้นสำหรับการหมุนเวียนที่ดีและอุปนัยต่ำสำหรับการจัดหาและภาคพื้นดินฉันไปเพื่อ vcc และระนาบพื้นบนบอร์ด 4 ชั้น เพื่อลดการเหนี่ยวนำของสัญญาณที่ฉันควรจะใช้ร่องรอยสั้น ๆ ? และแน่นอนว่ามีการแยกส่วนที่เหมาะสมกับหมุดกำลัง / กราวด์
ซาด

@ Saad - สวยมากเหมือนที่คุณพูด คุณสามารถจัดวางสัญญาณของคุณในลักษณะที่ควบคุมความต้านทาน (หรือที่เรียกว่าสตริปไลน์) แต่สิ่งนี้จะทำให้เธรดนี้รู้วิธีใช้ระนาบกราวด์แยก
zebonaut

1
@Saad - อ่านเพิ่มเติมได้ที่: analog.com/library/analogdialogue/archives/43-09/… (รายงานแอปพลิเคชันที่ดีเกี่ยวกับเครื่องบินภาคพื้นดิน, การป้องกันและรูปแบบการควบคุมความต้านทาน)
zebonaut

10

นี่อาจเป็นทางออก:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

มันปรับปรุงตัวเลือกที่สองของคุณเพื่อให้การเชื่อมต่อกับขั้วต่อเพาเวอร์สั้นที่สุดเท่าที่เป็นไปได้กำหนดตำแหน่งของขั้วต่อสัญญาณ

อย่างไรก็ตามตัวเลือกแรกของคุณอาจไม่เลวร้ายนัก คุณอาจมีกระแสที่คล้ายกันเช่นที่นี่: พาวเวอร์และเส้นทางกลับที่ด้านบนและคู่ที่ด้านล่าง คุณจะมีวงวนถ้าพลังของคุณไปด้านบนและเส้นทางกลับไปด้านล่าง และแม้กระทั่งสัญญาณรบกวนก็จะถูก จำกัด เว้นแต่คุณจะใช้กระแสสูงที่ความถี่สูงผ่าน ในกรณีนี้ฉันจะพิจารณาเลย์เอาต์ที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงโดยมีการเชื่อมต่อที่สั้นกว่ามาก

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.