新闻中心

EEPW首页 > 网络与存储 > 设计应用 > 零欧电阻的作用可以把数字地和模拟地分开?

零欧电阻的作用可以把数字地和模拟地分开?

作者:时间:2017-10-31来源:网络

  零欧姆不是为了把数字地和模拟地分开,只是使模拟地和数字地进行电气连接,因为模拟地和数字地毕竟属于同一个网络,最终也还是要连在一起的。把数模地分开,只是工程师为了解决干扰的一种手段。用零欧姆的方便之处就是它很容易拆卸,拆卸下来可以换其他的器件代替以观察最终的效果进行对比,而导线不能拆卸。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/369690.htm

  限流这种观点,其实不太赞同,零欧姆有阻抗但毕竟 小,这得流过多大电流才起到限流作用?几A?不现实吧,很多电路板达不到这个电流级别。反而有阻抗影响挺大吧,如果零欧电阻阻抗挺大,那在零欧姆上的电压降产生共模干扰导致的问题不可忽视。

  进行数字地和模拟地之间的隔离,其实是一门挺有技术含量的事,属于EMC的范畴。我不太赞同一些工程师说的,只要是数模混合电路就必须对数字地和模拟地进行地的分割,然后用个磁珠或零欧姆电阻连起来。具体问题还得具体分析。

  我见过很多电路板,采用统一地,也就是不对地分割,当然也就不存在用零欧电阻连接的问题,其EMC可以做得很好。反而一些采用了地分割的电路板,EMC很差。导致这种现象的原因是工程师对EMC本质的理解偏差。其实EMC很关键一点就是环流路径最小化,如果进行地分割,就要非常注意,一旦信号线跨越地分割线,环流路径必然增大,EMC性能变差。而采用统一地的电路板,事先必须对布局做足考虑,对电路模块进行物理分区(不分割),保证模块都有自己的回路,就不会影响其他模块,同时因为地没有分割,保证了地的完整性。当然具体细节太多了,就不一一介绍。

  分割做得好,确实可以做到较好的数模隔离,但是不做分割,EMC不一定差。凡事没有绝对,没有哪一种是绝对的好,只是要根据具体的情况决定倒是要不要分割,目的是为了EMC性能,分割只是一种手段,而手段可以多种。还是那句话具体问题具体分析。

  另外如果直接用导线连接,会通过很大的电流,两边的信号会互相干扰。并且在PCB布线时,很难将两种地区分开。

  零欧电阻可以很好的解决这个问题,它提供了一个很窄的电流通路 并且可以有效区分模拟地和数字地,利于单点接地的实现。其实零欧电阻也是存在阻抗的,因此可以限制电流。

  用事实说话

  个人lay过一块使用了0Ω电阻的PCB,

  一块陀螺仪的板子,有两个GND,一个是正常的GND,另一个是专门给gyro用的GyroGND。

  考虑用两个GND的原因是因为板子比较小,各种通信接口和芯片都和gyro模块堆在一起,于是觉得分成两个GND会减少一些gyro读数上的noise

  但其实上发现不用这样做,因为是那帮写程序的没写好程序,后来程序改好了noise也没了。

  加了一个0Ω的原因也只是为了做layout的时候方便polygon(铺铜),

  因为电阻两端的电线会算作不同的网络。

  (高亮网络的时候polygon不会高亮,于是这样子大家凑合着看吧……)

  GyroGND的polygon:

  

  GND的polygon:

  

  一个是网格铺,一个是全铺,可以看到很明显的分界线。

  在远处用一个0Ω的电阻隔开:

  

  如果不用0Ω的电阻隔开而想着lay成两块GND的话,

  铺铜的时候会悲剧的,软件会给你铺到一起去………………

  所以按照个人现在的经验来看,在GND网络上加上0Ω的电阻只是为了把GND分成不同的区域,方便lay板,对降噪本身可能并没有太显著的影响。

  了解零欧姆电阻

  1,在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。

  2,可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)

  3,在匹配电路参数不确定的时候,以零欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。

  4,想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉零ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。

  5,在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个零欧的电阻

  6,在高频信号下,充当电感或电容。(与外部电路特性有关)电感用,主要是解决EMC问题。如地与地,电源和IC Pin间

  7,单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。)

  8,熔丝作用

  *模拟地和数字地单点接地*

  只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是“浮地”,存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考零电 位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没 有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有 四种方法解决此问题:

  1、用磁珠连接;

  2、用电容连接;

  3、用电感连接;

  4、用零欧姆电阻连接。

  磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。

  电容隔直通交,造成浮地。

  电感体积大,杂散参数多,不稳定。

  零欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(零欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。

  *跨接时用于电流回路*

  当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接零欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。

  *配置电路*

  一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用零欧电阻代替跳线等焊在板子上。

  空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。

  *其他用途*

  布线时跨线

  调试/测试用

  临时取代其他贴片器件

  作为温度补偿器件

  更多时候是出于EMC对策的需要。另外,零欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。

  方便软件的分别布线区域范围:主要功能是跳线,运用的目的主要是为了在PCB补线的时候软件可以区分不同的区域。也就是说为了使的每一部分的电源和地有不同的回路,如果没有这个电阻,软件会乱连,导致的结果是比如数字地和模拟地混乱,数字电源和模拟电源的互相干扰等等。所以总结就是为了方便软件的分别布线区域范围。



关键词: 电阻 模拟电路

评论

技术专区

关闭