地线的常规设计

地线设计是电磁兼容设计中大家都很注意，却又不知道应该怎样去做的一个问题。了解了地线造成干扰问题的机理之后，在设计和实施地线时就有了一个明确的思路。本期从介绍地线造成干扰的原理入手，使读者了解设计地线的关键和原则。
　　1 什么是地线？
　　地线有安全地和信号地两种。前者是为了保证人身安全、设备安全而设置的地线，后者是为了保证电路正确工作所设置的地线。造成电路干扰现象的主要是信号地，因此这里仅讨论信号地的问题。
信号地的一般定义是：电路的电位参考点。
　　更恰当地说，这个定义是我们设计电路时的一个假设。从这个定义是无法分析和理解一些地线干扰问题的。从现在开始，我们在分析电磁兼容问题时，使用下面的定义。
　　地线是信号电流流回信号源的地阻抗路径。
　　既然地线是电流的一个路径，那么根据欧姆定律，地线上是有电压的；既然地线上有电压，说明地线不是一个等电位体。这样，我们在设计电路时，关于地线电位一定的假设就不再成立，因此电路会出现各种错误。这就是地线干扰的实质。
　　2 地线的阻抗有多大？
　　一个难以理解的问题是，我们在设计地线时，都使地线的电阻很小，那么地线上的电位差怎么会大到导致电路出错的程度。理解这个问题，要理解地线阻抗的组成。
　　地线的阻抗Z由电阻部分和感抗部分两部分组成，即：Z = RAC + jωL。
　　电阻成分：导体的电阻分为直流电阻RDC和交流电阻RAC。对于交流电流，由于趋肤效应，电流集中在导体的表面，导致实际电流截面减小，电阻增加，直流电阻和交流电阻的关系如下：
　　RAC= 0.076rf1/2RDC
式中：r=导线的半径，单位cm，f=流过导线的电流频率，单位Hz， RDC= 导线的直流电阻，单位Ω。
　　电感成分：任何导体都有内电感（这区别于通常讲的外电感，外电感是导体所包围的面积的函数），内电感与导体所包围的面积无关。对于圆截面导体如下：
　　L=0.2S[ln(4.5/d) -1] （μH）
式中S=导体长度(m)，d=导体直径(m)

3 地环路干扰及对策
　　地环路干扰是一种较常见的干扰现象,常常发生在通过较长电缆连接的相距较远的设备之间。其产生的内在原因是设备之间的地线电位差。地线电压导致了地环路电流，由于电路的非平衡性，地环路电流导致对电路造成影响的差模干扰电压
　　由于地环路干扰是由地环路电流导致的，因此在实践中，有时会发现，当将一个设备的地线断开时，干扰现象消失，这是因为地线断开时，切断了地环路。这种现象往往发生在干扰频率较低的场合，当干扰频率高时，短开地线与否关系不大。
　　地环路干扰形成的原因1：两个设备的地电位不同，形成地电压，在这个电压的驱动下，“设备1-互联电缆-设备2- 地”形成的环路之间有电流流动。由于电路的不平衡性，每根导线上的电流不同，因此会产生差模电压，对电路造成干扰。地线上的电压是由于其他功率较大的设备也用这段地线，在地线中引起较强电流，而地线又有较大阻抗产生的。
　　地环路干扰形成的原因2：由于互联设备处在较强的电磁场中，电磁场在“设备1 - 互联电缆 - 设备2 - 地”形成的环路中感应出环路电流，与原因1的过程一样导致干扰。
　　解决地环路干扰的方法：解决地环路干扰的基本思路有三个：一个是减小地线的阻抗，从而减小干扰电压，但是这对第二种原因导致的地环路没有效果。另一个是增加地环路的阻抗，从而减小地环路电流。当阻抗无限大时，实际是将地环路切断，即消除了地环路。例如将一端的设备浮地、或将线路板与机箱断开等是直接的方法。但出于静电防护或安全的考虑，这种直接的方法在实践中往往是不允许的。更实用的方法是使用隔离变压器、光耦合器件、共模扼流圈、平衡电路等方法。第三个方法是改变接地结构，将一个机箱的地线连接到另一个机箱上，通过另一个机箱接地，这就是单点接地的概念。
　　4 公共阻抗耦合及对策
　　当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时，就发生了公共阻抗耦合，如图2(a) 所示。
　　一个电路的地电位会受到另一个电路工作状态的影响，即一个电路的地电位受另一个电路的地电流的调制，另一个电路的信号就耦合进了前一个电路。
　　放大器级间公共地线耦合问题：图2(a) 中的放大器，由于前置放大电路与功率放大电路共用一段地线，功率放大电路的地线电流很大，因此在地线上产生了较大的地线电压V。这个电压正好在前置放大电路的输入回路中，如果满足一定的相位关系，就形成了正反馈，造成放大器自激。
　　解决办法：可以有两个解决办法，一个是将电源的位置改变一下，使它靠近功率放大电路，这样，就不会有较大的地线电压落在前置放大电路的输入回路中了，如图2 (b) 所示。另一个办法是功率放大电路单独通过一根地线连接到电源，这实际是改成了并联单点接地结构，如图2 (d) 所示

信号地有图3所示的几种方式。
　　单点接地：所有电路的地线接到公共地线的同一点，进一步可分为串联单点接地和并联单点接地。最大好处是没有地环路，相对简单。但地线往往过长，导致地线阻抗过大。
　　多点接地：所有电路的地线就近接地，地线很短，适合高频接地。问题是存在地环路。
　　混合接地：在地线系统内使用电感、电容连接，利用电感、电容器件在不同频率下有不同阻抗的特性，使地线系统在不同的频率具有不同的接地结构。
　　串联单点接地容易产生公共阻抗耦合的问题，解决的方法是采用并联单点接地。但是并联单点接地往往由于地线过多，而没有可实现性。因此，灵活的方案是，将电路按照信号特性分组，相互不会产生干扰的电路放在一组，一组内的电路采用串联单点接地，不同组的电路采用并联单点接地。如图4所示。这样，既解决了公共阻抗耦合的问题，又避免了地线过多的问题。

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EMC静电抗扰度测试标准及方法

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512大地震

                                              5月12大地震除了给四川省部分地区造成毁灭性的影响之外,也给中国社会留下了一笔人们料想不到的遗产:公众对于开放性和知情权有了新的期望。

         将于今年夏天召开的北京奥运会一直被视为敞开中国大门的历史性机遇;然而,公众对于此次地震的反应或许已催生出了意义更为深远的改变。

距离成都两小时车程的汉旺镇是此次地震的重灾区,地震引发的校舍垮塌致使大量学生遇难。这些天来,数百名在地震中失去子女的家长举行了抗议,指责低劣的学校建筑夺走了孩子们的生命。周四,家长们站在雨中,向主管汉旺镇的德阳市副市长张金明大声喊话,愤怒地要为死去的孩子讨个说法。

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单声道耳机 蓝牙耳机

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PCB阻抗计算，微带线计算

 PCB阻抗计算软件。微带线计算

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smith工具 天线匹配工具

SMITH圆图分析工具，非常有用

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CHECKLIST FOR 产品设计

                             Check list

（一）产品前期评估

1》  是否有新产品开案通知？

2》  是否有产品详细规格要求？

3》  是否有参考样品（电子/结构/外观）？

 （二）产品立项

1》是否有各部门的产品评估确认表？

2》是否有ID部门新产品设计输入表？

3》是否有结构部门新产品设计输入表？

4》  是否有电子部门新产品设计输入表？

（三）ID 设计阶段

1》略

（四 ）结构设计阶段

1》略

（五 ）电子设计阶段

1》原理图设计

5．1．1是否有完整方案及演示板？

5．1．2各功能板块是否已有验证？

5．1．3是否有清楚电流的整体流向？

5．1．4是否有清楚高频及低频信号的整体流向？

5．1．5是否有清楚A / D的分区？

5．1．6是否有估算功耗？

5．1．7是否有考虑SAFTY安规（UL/LVD）设计要求？

5．1．8是否有考虑EMC电磁兼容设计要求？

5．1．9是否有进行原理图设计评审？

5．1．10是否有必要进行保密设置

2》PCB设计阶段

5．2．1是否有考虑高频特性？

5．2．2是否有分高频/低频分开走线？

5．2．3是否有考虑强电/弱电分开布线？

5．2．4是否有考虑分电/分地处理？

5．2．5是否考虑线宽/线距/过孔与电流/电压的关系？

5．2．6是否满足走线最短的原则？

5．2．7是否考虑GSM手机信号干扰？

5．2．8是否考虑EMC/EMI/ESD等问题？

5．2．9是否有考虑PCB加工问题？

5．2．10是否考虑高频天线的匹配问题？

5．2．11是否考虑地线回流问题？

5．2．12是否有考虑PCBA的美观问题（透明外壳）？

5．2．13 是否有考虑客人的其他特殊要求？

5．2．14是否有必要进行保密设置？

5．2．15是否有考虑SAFTY安规（UL/LVD）设计要求？

5．2．16是否有考虑EMC电磁兼容设计要求

（六 ）样品承认阶段

6．1．1是否有附正式承认书？

6．1．2是否有对未满足要求项作特别说明？

6．1．3是否有必要作部分承认？

6．1．4是否作保密设置？

（七）试产阶段

7．1．1 是否有试产BOM-----开发

7．1．2是否有OK样机给PE/IE/品质/生产------开发

7．1．3是否有工艺文件-------开发

7．1．4是否有所有BOM表元件的承认书？----开发，品质IQC

7．1．5是否有作业指导书---- 工程

7．1．5是否有对工程技术人员进行培训-----开发

7．1．6是否有对作业员进行培训------- 工程

7．1．7 测试规范及方法是否完成？-----工程

7．1．8 检测标准是否完成及批准 -------品质

7．1．9测试夹具是否完成？

7. 1. 10 是否有备用夹具？

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蓝牙音箱PCB

欢迎批评指教

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蓝牙模组 BC5模组 BC05模组

PCB采用激光雷射工艺，    4层1阶盲孔板设计，阻抗控制,接收灵敏度-85dBm.

音频S/N -86dB； RF参数见副档,  特别适合于蓝牙音箱。

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电路系统设计

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