什么是接地回路?如何将其有害后果降至最低

每当我发现一个我喜欢的新歌手或新专辑，我就会着迷地听他们的歌。我会把他们的歌循环播放，直到他们歌曲中哪怕是最轻微的节拍暗示都会让我哼唱整个副歌。幸运的是，我的朋友和家人厌倦了一遍又一遍地听同样的歌，他们让我摆脱了这种循环。但如果我不想我的循环被打破呢?

基于你所处的环境，重复和循环可能会产生有害的后果。这个简单的教训是我的嫂子教给我的，迫使我要么静音，要么更换专辑，我的电路中的接地环反复造成来自返回路径差分和噪声干扰的干扰。在这里，我将分享什么是接地环，以及如何解决它在设计中引发的一些漏洞。

那么，什么是地面环路?

在典型的PCB设计中，接地连接提供了一个返回路径船上的各种信号。通常认为，在PCB的每个部分上，接地都有相同的电压势，但这往往是一个误解，当设计中有接地回路时，就暴露出来了。

接地回路是由多个接地连接形成的导电路径的存在来定义的。在一个完美的布局中，你的组件将通过接地连接在一起。如果只有直接指定的接地连接，组件将有直流返回路径，但当多个组件之间连接一个中间接地连接时，就形成了接地回路。

接地回路如何影响PCB

在理想的情况下，你不必担心接地环，因为接地连接的每个点都具有相同的电势。不幸的是，PCB设计的现实世界远非理想。当接地回路出现在你的设计中，你会发现返回的电流开始在PCB上找到意想不到的路径。

接地回路是PCB上噪声干扰的潜在原因。如果环路上的一个组件有噪声，而返回电流通过共享的接地连接器，那么这个噪声组件就是向环路上的其他组件引入噪声的来源。这可能是灾难性的不同模拟或音频组件沿同一循环作为一个特别的噪声组件。

你也可能认为，只要PCB上没有噪声元件，就没有来自接地回路的风险。不幸的是，你会有一个令人不快的惊喜。一个接地回路也可以形成一个电感回路，可以拾取电磁干扰从外部设备。

预期有接地回路的内部和外部诱导噪声。

如何最小化接地回路对PCB的影响

当你的PCB组装和遭受干扰时，你几乎什么也做不了。如果有任何可以采取的预防措施，那应该是在运输过程中。从方案设计的开始阶段开始使用SPICE工具进行设计和分析，在管理预期阻抗和噪声方面特别有帮助。

从理论上讲，消除接地回路意味着确保每个组件都有一条直达地面的路径。在实际操作中，很难确定接地节点上是否存在互连环路。但是你可以通过以下方法将接地环路的几率降到最低:

1.使用单一地平面

您应该在PCB上浇筑一个单一的接地多边形，而不是有多个接地连接。它最小化了接地环路的可能性。

2.避免分割地面平面

当你有一个地平面倒在外层，那里有数百个组件和痕迹，你有分裂地平面的风险。这也可能导致地环的形成。相反，您应该考虑将地平面移动到内部层，以获得更一致的返回路径。

3.尽量减少地面引脚到平面的连接

有接地面并不是解决接地回路问题的全面保证。你要确保PCB上的组件连接到接地面上有最小的铜痕迹。这可以通过将接地连接通过靠近组件的通孔来实现。

4.SPICE模拟减少接地环效应

仿真可以简化计算过程，使您的设计能够通过精确的模型运行。通过对等效电路中返回导体的部分电感进行建模，可以精确地估计接地线耦合。此外，SPICE模拟器将通过比较地面电流分布与力矩法全波分析解决方案中发现的结果，为其地面回路估计提供验证。

使用接地面和通孔，防止接地回路。

值得庆幸的是，尽管任何潜在的问题，接地回路可能导致电路设计没有适当的检查或设计指导方针被遵循，总有机会抓住他们之前，你把电路板组装。

抑扬顿挫的强大的设计和分析工具套件，您将能够在原理图、模拟和布局阶段通过任何潜在的设计漏洞进行相应的计划。与OrCAD的PSpice软件集成，你甚至可能发现自己在通过模拟电路来解决你甚至没有开始考虑的设计漏洞。

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