什么是地面回路以及如何将其有害后果降至最低

每当我发现一个我喜欢的新艺术家或专辑，我就会痴迷地听他们的歌。我会循环播放他们的歌曲，直到他们歌曲中最轻微的节奏暗示都会让我哼唱整个第一段副歌。幸运的是，我有朋友和家人，他们厌倦了一遍又一遍地听同样的歌来打破我的循环。但如果我不想让我的循环被打破呢?

重复和循环会根据你所处的环境产生有害的后果。这个简单的教训是我的两个嫂子教给我的，迫使我要么把专辑静音，要么换掉它，电路中的接地回路反复引起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回路，以及如何解决它在设计中引发的一些漏洞。

那么，什么是地面回路?

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的每个部分接地具有相同的电压势，但这通常是一种误解，当设计中有接地回路时，这种误解就暴露出来了。

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，您的组件将通过接地连接正确地连接在一起。只有直接指定的接地连接，组件将有一个直流返回路径，但当多个组件之间连接一个中间接地连接时，就形成了一个接地回路。

地回路如何影响PCB

在理想的情况下，你不必担心接地回路，因为接地连接上的每个点都具有相同的电位。不幸的是，PCB设计的现实世界远非理想。当在设计中出现接地回路时，您会发现返回电流开始在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，并且返回电流通过共享的接地连接器，那么这个噪声组件就是环路上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嘈杂的组件。

您可能还认为，只要PCB上没有噪声组件，就没有来自接地回路的风险。不幸的是，你会大吃一惊的。一个接地回路也可以形成一个可以拾取的电感回路电磁干扰从外部设备。

预计接地回路有内部和外部诱导的噪声。

如何最小化对PCB的接地回路影响

实际上，当你的PCB组装并受到接地回路的干扰时，你什么也做不了。如果有任何可以采取的预防措施，那就是在路由过程中。从原理图设计的开始阶段就使用SPICE实用程序进行设计和分析，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。在实际应用中，很难确定地面节点上没有相互连接的环路。但你可以通过以下方法将地回路的几率降到最低:

1.使用单一的地面平面

而不是有多个接地连接，你应该倒一个单一的接地多边形在PCB上。它能最大限度地减少出现接地回路的可能性。

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。这也可能导致地面回路的形成。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.尽量减少地引脚到平面的连接

有接地平面并不是解决接地回路问题的全面保证。你要确保PCB上的组件以最小的铜迹连接到地平面。这可以通过将接地连接通过放置在组件附近的通孔布线来实现。

4.SPICE模拟减少地回路效应

仿真可以使您的设计通过精确的模型运行，从而简化计算过程。通过对等效电路中的回路导体的部分电感进行建模，可以准确地估计接地回路耦合。此外，SPICE模拟器将通过将地面电流分布与矩量法全波分析解决方案中的结果进行比较，为其地面回路估计提供验证。

使用接地平面和通孔防止接地回路。

值得庆幸的是，尽管有任何潜在的问题，接地回路可能会导致电路设计没有适当的检查或设计指南，但在您将电路板带到组装之前，总是有机会捕捉它们。

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集成，你甚至可能会发现自己通过模拟电路来解决设计漏洞，而你甚至还没有开始考虑这个问题。

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