I/O的地應(yīng)該被看成是外殼的延伸
發(fā)布時間:2014/4/19 17:09:04 訪問次數(shù):562
對于高頻信號,用一個橋代替伴行返回跡線的原因是為了減小返回路徑的阻抗(電感)。
如10.6.2節(jié)所表明的,SN74HC74DR接地面的電感比跡線的電感小兩個數(shù)量級(大概是接地面0.15nH/in而跡線15nH/in)。
I/O的地應(yīng)該被看成是外殼的延伸。外殼是外部電纜上共模電流的參考面或返回面,進(jìn)一步的討論見附錄D。外殼可被看成產(chǎn)品的高頻參考面。我喜歡將這個方法看成在PCB上和其周圍包裹一部分金屬外殼。
另一個將這個方法形象化的比喻好像是PCB在邏輯地的終端終止,而連接器把板接在短導(dǎo)線上,電容則將每個信號線和外殼相連以從電纜分流高頻噪聲。除了代替懸掛一根導(dǎo)線在板上,為了方便,電容和連接器通常安裝在PCB上,并與I/O的接地面相連,這真正只是外殼的延伸。
做所有這些工作的關(guān)鍵是在I/O的地和外殼之間有一個低電感連接。這個事實(shí)不能被過分強(qiáng)調(diào)。
PCB的電源平面不允許延伸到I/O的接地區(qū)域。電源平面通常包含高頻邏輯噪聲,如果它被延伸到I/O區(qū)域,它會耜合噪聲到I/O信號和接地導(dǎo)體。我通常在這個區(qū)域印制兩個I/O接地平面,一個在PCB接地平面上,另一個在板的PCB電源平面上。
我以前強(qiáng)調(diào)這樣一個事實(shí),即在接地平面上不應(yīng)有槽(或縫隙),因?yàn)榭缭讲鄣娜魏螁味诵?/span>號跡線將有一個不連續(xù)的返回電流路徑。那么我為什么現(xiàn)在推薦在接地平面上設(shè)置一個槽呢?我不是這個意思!數(shù)字邏輯接地平面是一個完整的連續(xù)平面,而I/O平面實(shí)際上只是被印制在PCB上的外殼的延伸。正如先前建議的,在這種情況下在一個點(diǎn)上,通過如圖12-15所示的“橋”,這兩部分是連接在一起的。這個橋只是應(yīng)具有必要的寬度為所需數(shù)量的高頻信號提供跨越的路徑。
這個概念可被應(yīng)用于任何系統(tǒng)結(jié)構(gòu),甚至大的多板系統(tǒng)。重要的一點(diǎn)是系統(tǒng)中的某個位置應(yīng)有一個連接底盤的干凈的I/O地。所有非屏蔽電纜應(yīng)在離開系統(tǒng)前被去耦到這個地。在大的系統(tǒng)中,I/O地甚至可能是位于電纜人口的一個單獨(dú)的PCB,只包含連接器和I/O電纜濾波電容。一旦噪聲從電纜中移走,它們的路徑必須被小心控制以避免耦合噪聲返回電纜。
因此,干凈的I/O地應(yīng)位于電纜離開/進(jìn)入系統(tǒng)的位置上。
I/O電纜濾波電容的有效性依賴于驅(qū)動電路的共模源阻抗。有時,除了電纜濾波電容,用一個串聯(lián)電阻、鐵氧體或電感器可獲得更好的效果。具有內(nèi)置并聯(lián)電容和(或)串聯(lián)電感元件(通常是鐵氧體)的濾波連接器性能相似,也可以使用。
對于高頻信號,用一個橋代替伴行返回跡線的原因是為了減小返回路徑的阻抗(電感)。
如10.6.2節(jié)所表明的,SN74HC74DR接地面的電感比跡線的電感小兩個數(shù)量級(大概是接地面0.15nH/in而跡線15nH/in)。
I/O的地應(yīng)該被看成是外殼的延伸。外殼是外部電纜上共模電流的參考面或返回面,進(jìn)一步的討論見附錄D。外殼可被看成產(chǎn)品的高頻參考面。我喜歡將這個方法看成在PCB上和其周圍包裹一部分金屬外殼。
另一個將這個方法形象化的比喻好像是PCB在邏輯地的終端終止,而連接器把板接在短導(dǎo)線上,電容則將每個信號線和外殼相連以從電纜分流高頻噪聲。除了代替懸掛一根導(dǎo)線在板上,為了方便,電容和連接器通常安裝在PCB上,并與I/O的接地面相連,這真正只是外殼的延伸。
做所有這些工作的關(guān)鍵是在I/O的地和外殼之間有一個低電感連接。這個事實(shí)不能被過分強(qiáng)調(diào)。
PCB的電源平面不允許延伸到I/O的接地區(qū)域。電源平面通常包含高頻邏輯噪聲,如果它被延伸到I/O區(qū)域,它會耜合噪聲到I/O信號和接地導(dǎo)體。我通常在這個區(qū)域印制兩個I/O接地平面,一個在PCB接地平面上,另一個在板的PCB電源平面上。
我以前強(qiáng)調(diào)這樣一個事實(shí),即在接地平面上不應(yīng)有槽(或縫隙),因?yàn)榭缭讲鄣娜魏螁味诵?/span>號跡線將有一個不連續(xù)的返回電流路徑。那么我為什么現(xiàn)在推薦在接地平面上設(shè)置一個槽呢?我不是這個意思!數(shù)字邏輯接地平面是一個完整的連續(xù)平面,而I/O平面實(shí)際上只是被印制在PCB上的外殼的延伸。正如先前建議的,在這種情況下在一個點(diǎn)上,通過如圖12-15所示的“橋”,這兩部分是連接在一起的。這個橋只是應(yīng)具有必要的寬度為所需數(shù)量的高頻信號提供跨越的路徑。
這個概念可被應(yīng)用于任何系統(tǒng)結(jié)構(gòu),甚至大的多板系統(tǒng)。重要的一點(diǎn)是系統(tǒng)中的某個位置應(yīng)有一個連接底盤的干凈的I/O地。所有非屏蔽電纜應(yīng)在離開系統(tǒng)前被去耦到這個地。在大的系統(tǒng)中,I/O地甚至可能是位于電纜人口的一個單獨(dú)的PCB,只包含連接器和I/O電纜濾波電容。一旦噪聲從電纜中移走,它們的路徑必須被小心控制以避免耦合噪聲返回電纜。
因此,干凈的I/O地應(yīng)位于電纜離開/進(jìn)入系統(tǒng)的位置上。
I/O電纜濾波電容的有效性依賴于驅(qū)動電路的共模源阻抗。有時,除了電纜濾波電容,用一個串聯(lián)電阻、鐵氧體或電感器可獲得更好的效果。具有內(nèi)置并聯(lián)電容和(或)串聯(lián)電感元件(通常是鐵氧體)的濾波連接器性能相似,也可以使用。
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