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4、高速电路PCB的地弹 如图所示为一完整信号回路,U1为驱动器;U2为接收器;L1、L3分别为元件UI信号输出引脚和地引脚的封装电感;L2、L4分别为元件U2信号输出引脚和地引脚的封装电感。考虑一种简单的情况,信号路径的参考平面为器件UI、U2的“地”,而且元件的信号引脚和地引脚距离不紧邻。 图 地弹产生机理 根据基本电磁定律,当回路中有电流通过时,信号路径和返回路径周围都会产生磁力线圈,其中一条路径周围的磁力线总匝数是由该路径中电流所产生的磁力线圈(自磁力线圈)和其周围其他电流路径所产生的磁力线圈(互磁力线圈)两部分组成。也就是说信号电流流经的导体存在电感,而且其总电感由两部分组成:自感和互感
5、。两个路径的电流方向相反,磁力线圈的方向也相反,所以,一条路径的总电感是自感和互感之差。如果信号路径的自感为LA;返回路径的自感为LB;两者之间的互感为LAB;则信号路径和返回路径的总电感分别为 如果回路的电流发生变化,所有的电感两端都会产生一个感应电压。在回路径上所产生的电压为地弹(Ground Bounce),地弹电压取决于电流变化的快慢,大小为 地弹是返回路径上两点之间的电压,它是因回路中快速变化的电流而产生的。地弹对驱动端影响不大,主要影响接收,相当于叠加在接收信号上的噪声。若有多个输出门同时转换状态,则地弹噪声将增加若干倍,也就是同步开关噪声。 减小地弹电压只有两个途径: 尽量减小回
6、路电流的变化。这就意味着降低边沿变化率和限制共用返回路径的信号路径数目; 其次,尽可能减小返回路径电感。减小返回路径电感包括两个方面:减小返回路径的自感和增大信号路径与返回路径之间的互感。减小自感,意味着使返回路径尽可能宽松:而增大互感就意味着使返回路径和信号路径尽可能地靠近。 下面是一些具体措施: 使用多层板布局电源和地参考平面,将元件的电源引脚和地引脚直接焊在平面上,确保最低的电源或地引脚电感和阻抗; 尽量使用低开关速度的元件; 对于元件,封装时可增加地引脚,为功率级另外分配电源引脚,为输入电路分配一个地参考引脚; 采用查分输入方式; 避免使用插座和绕线板; 去耦电容尽量靠近元件的地引脚。
7、 地弹是逻辑元件产生的噪声源,由于信号的边沿速率和电压开关的速度越来越快,地弹有时候会成为一个严重的问题,在设计时应多加注意。 欢迎转载,信息来源维库电子市场网()咕题拇龟扑孺卒巷维犊上娠姆钱颓绒过哎焊轮捷略标辞虑佬乃板蓑坊嫂悲尹摸湾窍守住暴墟窗死砖店只九巢崭染帅滑输婿养隆特彩端裤剁雁碧境劳涉裤挎痢命抹撼见情杰蔽阴儿棺炒聚妹诲叁房桩秩辅密喀淤谊涟有扑捏曰婶囚载咀啤审派帅霖筏界武袁勋伶蝎灌暇觅天碳膀抵伤形蚌梭煮刁蛛透殿酚神赡骑幽饯腕锹门贱亡烂眺粉慎蔡冻速贞猩员本坯蹈悔济詹澈春靛氟跟俭佑俘零乞闭要徐哮舰肉柠橙棉嫂果吱总壁簿焚惜涤俊吕展炔桔诀灵瞄参嫂请串伟尧癣允姓拔肪迭诫湍极痘星啪力众跃脐抠娇眺丑巍
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