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網(wǎng)友熱議:零歐電阻在電路中的作用?

發(fā)布時(shí)間:2014-04-17 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】小編敢說(shuō)很多電子工程師根本不知道零歐電阻在電路板中的作用。如果不信你可以自己?jiǎn)枂?wèn)自己。到底零歐電阻在電路中的作用是為了將數(shù)字地和模擬地分開(kāi)?還是只是將模擬地和數(shù)字地進(jìn)行電氣連接?還有為什么工程師會(huì)選用零歐電阻來(lái)解決干擾?是不是很疑惑,那就讓小編為你解惑!
 
零歐姆電阻不是為了把數(shù)字地和模擬地分開(kāi),只是使模擬地和數(shù)字地進(jìn)行電氣連接,因?yàn)槟M地和數(shù)字地畢竟屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò),最終也還是要連在一起的。把數(shù)模地分開(kāi),只是工程師為了解決干擾的一種手段。用零歐姆電阻的方便之處就是它很容易拆卸,拆卸下來(lái)可以換其他的器件代替以觀察最終的效果進(jìn)行對(duì)比,而導(dǎo)線不能拆卸。
 
限流這種觀點(diǎn),其實(shí)不太贊同,零歐姆電阻有阻抗但畢竟小,這得流過(guò)多大電流才起到限流作用?幾A?不現(xiàn)實(shí)吧,很多電路板達(dá)不到這個(gè)電流級(jí)別。反而有阻抗影響挺大吧,如果零歐電阻阻抗挺大,那在零歐姆上的電壓降產(chǎn)生共模干擾導(dǎo)致的問(wèn)題不可忽視。
 
進(jìn)行數(shù)字地和模擬地之間的隔離,其實(shí)是一門(mén)挺有技術(shù)含量的事,屬于EMC的范疇。我不太贊同一些工程師說(shuō)的,只要是數(shù)?;旌想娐肪捅仨殞?duì)數(shù)字地和模擬地進(jìn)行地的分割,然后用個(gè)磁珠或零歐姆電阻連起來(lái)。具體問(wèn)題還得具體分析。
 
我見(jiàn)過(guò)很多電路板,采用統(tǒng)一地,也就是不對(duì)地分割,當(dāng)然也就不存在用零歐電阻連接的問(wèn)題,其EMC可以做得很好。反而一些采用了地分割的電路板,EMC很差。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是工程師對(duì)EMC本質(zhì)的理解偏差。其實(shí)EMC很關(guān)鍵一點(diǎn)就是環(huán)流路徑最小化,如果進(jìn)行地分割,就要非常注意,一旦信號(hào)線跨越地分割線,環(huán)流路徑必然增大,EMC性能變差。而采用統(tǒng)一地的電路板,事先必須對(duì)布局做足考慮,對(duì)電路模塊進(jìn)行物理分區(qū)(不分割),保證模塊都有自己的回路,就不會(huì)影響其他模塊,同時(shí)因?yàn)榈貨](méi)有分割,保證了地的完整性。當(dāng)然具體細(xì)節(jié)太多了,就不一一介紹。
 
分割做得好,確實(shí)可以做到較好的數(shù)模隔離,但是不做分割,EMC不一定差。凡事沒(méi)有絕對(duì),沒(méi)有哪一種是絕對(duì)的好,只是要根據(jù)具體的情況決定倒是要不要分割,目的是為了EMC性能,分割只是一種手段,而手段可以多種。還是那句話(huà)具體問(wèn)題具體分析。
 
另外如果直接用導(dǎo)線連接,會(huì)通過(guò)很大的電流,兩邊的信號(hào)會(huì)互相干擾。并且在PCB布線時(shí),很難將兩種地區(qū)分開(kāi)。
 
零歐電阻可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題,它提供了一個(gè)很窄的電流通路 并且可以有效區(qū)分模擬地和數(shù)字地,利于單點(diǎn)接地的實(shí)現(xiàn)。其實(shí)零歐電阻也是存在阻抗的,因此可以限制電流。
 
用事實(shí)說(shuō)話(huà)
 
個(gè)人lay過(guò)一塊使用了0Ω電阻的PCB,一塊陀螺儀的板子,有兩個(gè)GND,一個(gè)是正常的GND,另一個(gè)是專(zhuān)門(mén)給gyro用的GyroGND。
 
考慮用兩個(gè)GND的原因是因?yàn)榘遄颖容^小,各種通信接口和芯片都和gyro模塊堆在一起,于是覺(jué)得分成兩個(gè)GND會(huì)減少一些gyro讀數(shù)上的noise,但其實(shí)上發(fā)現(xiàn)不用這樣做,因?yàn)槭悄菐蛯?xiě)程序的沒(méi)寫(xiě)好程序,后來(lái)程序改好了noise也沒(méi)了。
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加了一個(gè)0Ω的原因也只是為了做layout的時(shí)候方便polygon(鋪銅),因?yàn)殡娮鑳啥说碾娋€會(huì)算作不同的網(wǎng)絡(luò)。(高亮網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候polygon不會(huì)高亮,于是這樣子大家湊合著看吧……)
 
GyroGND的polygon:
GyroGND的polygon
GND的polygon:
 
GND的polygon

一個(gè)是網(wǎng)格鋪,一個(gè)是全鋪,可以看到很明顯的分界線。
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在遠(yuǎn)處用一個(gè)0Ω的電阻隔開(kāi):
 
在遠(yuǎn)處用一個(gè)0Ω的電阻隔開(kāi)
如果不用0Ω的電阻隔開(kāi)而想著lay成兩塊GND的話(huà),
 
鋪銅的時(shí)候會(huì)悲劇的,軟件會(huì)給你鋪到一起去。
 
所以按照個(gè)人現(xiàn)在的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,在GND網(wǎng)絡(luò)上加上0Ω的電阻只是為了把GND分成不同的區(qū)域,方便lay板,對(duì)降噪本身可能并沒(méi)有太顯著的影響。
 
了解零歐姆電阻:
 
1,在電路中沒(méi)有任何功能,只是在PCB上為了調(diào)試方便或兼容設(shè)計(jì)等原因。
 
2,可以做跳線用,如果某段線路不用,直接不貼該電阻即可(不影響外觀)
 
3,在匹配電路參數(shù)不確定的時(shí)候,以零歐姆代替,實(shí)際調(diào)試的時(shí)候,確定參數(shù),再以具體數(shù)值的元件代替。
 
4,想測(cè)某部分電路的耗電流的時(shí)候,可以去掉零ohm電阻,接上電流表,這樣方便測(cè)耗電流。
 
5,在布線時(shí),如果實(shí)在布不過(guò)去了,也可以加一個(gè)零歐的電阻
 
6,在高頻信號(hào)下,充當(dāng)電感或電容。(與外部電路特性有關(guān))電感用,主要是解決EMC問(wèn)題。如地與地,電源和IC Pin間
 
7,單點(diǎn)接地(指保護(hù)接地、工作接地、直流接地在設(shè)備上相互分開(kāi),各自成為獨(dú)立系統(tǒng)。)
 
8,熔絲作用
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*模擬地和數(shù)字地單點(diǎn)接地*
 
只要是地,最終都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是“浮地”,存在壓差,容易積累電荷,造成靜電。地是參考零電 位,所有電壓都是參考地得出的,地的標(biāo)準(zhǔn)要一致,故各種地應(yīng)短接在一起。人們認(rèn)為大地能夠吸收所有電荷,始終維持穩(wěn)定,是最終的地參考點(diǎn)。雖然有些板子沒(méi) 有接大地,但發(fā)電廠是接大地的,板子上的電源最終還是會(huì)返回發(fā)電廠入地。如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連,會(huì)導(dǎo)致互相干擾。不短接又不妥,理由如上有 四種方法解決此問(wèn)題:
  
1、用磁珠連接;
2、用電容連接;
3、用電感連接;
4、用零歐姆電阻連接。
 
磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器,只對(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用,使用時(shí)需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率,以便選用適當(dāng)型號(hào)。對(duì)于頻率不確定或無(wú)法預(yù)知的情況,磁珠不合。
 
電容隔直通交,造成浮地。
 
電感體積大,雜散參數(shù)多,不穩(wěn)定。
 
零歐電阻相當(dāng)于很窄的電流通路,能夠有效地限制環(huán)路電流,使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用(零歐電阻也有阻抗),這點(diǎn)比磁珠強(qiáng)。
 
*跨接時(shí)用于電流回路*
 
當(dāng)分割電地平面后,造成信號(hào)最短回流路徑斷裂,此時(shí),信號(hào)回路不得不繞道,形成很大的環(huán)路面積,電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響就變強(qiáng)了,容易干擾/被干擾。在分割區(qū)上跨接零歐電阻,可以提供較短的回流路徑,減小干擾。
 
*配置電路*
 
一般,產(chǎn)品上不要出現(xiàn)跳線和撥碼開(kāi)關(guān)。有時(shí)用戶(hù)會(huì)亂動(dòng)設(shè)置,易引起誤會(huì),為了減少維護(hù)費(fèi)用,應(yīng)用零歐電阻代替跳線等焊在板子上??罩锰€在高頻時(shí)相當(dāng)于天線,用貼片電阻效果好。
 
*其他用途*
  
布線時(shí)跨線;
調(diào)試/測(cè)試用;
臨時(shí)取代其他貼片器件;
作為溫度補(bǔ)償器件。
 
更多時(shí)候是出于EMC對(duì)策的需要。另外,零歐姆電阻比過(guò)孔的寄生電感小,而且過(guò)孔還會(huì)影響地平面(因?yàn)橐诳祝?/div>
 
方便軟件的分別布線區(qū)域范圍:主要功能是跳線,運(yùn)用的目的主要是為了在PCB補(bǔ)線的時(shí)候軟件可以區(qū)分不同的區(qū)域。也就是說(shuō)為了使的每一部分的電源和地有不同的回路,如果沒(méi)有這個(gè)電阻,軟件會(huì)亂連,導(dǎo)致的結(jié)果是比如數(shù)字地和模擬地混亂,數(shù)字電源和模擬電源的互相干擾等等。所以總結(jié)就是為了方便軟件的分別布線區(qū)域范圍。
 
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