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实际上需要讨论的内容远不止本文提到的这些,但是我们会重点突出一些关键特性并鼓励读者进一步探讨这个题。本文的最后列出有关的参考文献。 接地平面起到公共基准电压的作用,提供屏蔽,能够散热和减小寄生电感(但它也会增加寄生电容)的功能。虽然使用接地平面有许多好处,但是在实现时也必须小心,因为它对能够做的和不能够做的都有一些限制。 理想情况下,PCB有一层应该专门用作接地平面。这样当整个平面不被破坏时才会产生最好的结果。千万不要挪用此专用层中接地平面的区域用于连接其它信号。由于接地平面可以消除导体和接地平面之间的磁场,所以可以减小印制线电感。如果破坏接地平面的某个区域,会给接地平面上面或下面的印制线引入意想不到的寄生电感。 因为接地平面通常具有很大的表面积和横截面积,所以使接地平面的电阻保持最小值。在低频段,电流会选择电阻最小的路径,但是在高频段,电流会选择阻抗最小的路径。 然而也有例外,有时候小的接地平面会更好。如果将接地平面从输入或者输出焊盘下挪开,高速运算放大器会更好地工作。因为在输入端的接地平面引入的寄生电容,增加了运算放大器的输入电容,减小了相位裕量,从而造成不稳定性。正如在寄生效应一节的讨论中所看到的,运算放大器输入端1 pF的电容能引起很明显的尖脉冲。输出端的容性负载——包括寄生的容性负载——造成了反馈环路中的极点。这会降低相位裕量并造成电路变得不稳定。 如果有可能的话,模拟电路和数字电路——包括各自的地和接地平面——应该分开。快速的上升沿会造成电流毛刺流入接地平面。这些快速的电流毛刺引起的噪声会破坏模拟性能。模拟地和数字地(以及电源)应该被连接到一个共用的接地点以便降低循环流动的数字和模拟接地电流和噪声。 在高频段,必须考虑一种称为“趋肤效应”的现象。趋肤效应会引起电流流向导线的外表面——结果会使得导线的横截面变窄,因此使直流(DC)电阻增大。虽然趋肤效应超出了本文讨论的范围,这里还是给出铜线中趋肤深度(Skin Depth)的一个很好的近似公式(以cm为单位):
低灵敏度的电镀金属有助于减小趋肤效应。 |
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2 个讨论
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说的不错,邦等一哈。
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