地分割实例---请高手分析
地分割实例---请高手分析
先进行系统分明:该产品为GPS接收模块,其中有RF信号,频率1.5G,接收灵敏度-15dBm,对噪声很敏感。所以要处理好噪声干扰。电源为一LDO,数据部分为ARM7,频率不算高,50M左右。
第一幅图:GPS不分割.JPG :为RF地与电源地不分割的情况,我偏向于这种,地平面的完整性最好。当然这种情况可能会出现数据部分(Power GND)对RF信号的干扰,主要是通过地噪声进行干扰。
第二幅图:分割地1.JPG:其中的一种分割方案,相信很多人都会这么做,在TOP层进行RFGND,数字GND,第二层为地,未作分割,第三层为VDD电源层,未作分割,第四层为GND,未作分割。我以前是这么干的,不过现在想想有一个问题,虽然TOP作了地分割,但是第二层地,第四层都没作分割,那么第一层分割有意义吗?数字部分的噪声还不是会通过第二层和第四的层的地进入RF_GND部分对RF干扰吗?真不知道这样的分割有什么意思。
第三幅,第四幅:GPS地分割2.JPG GPS地分割2——1.JPG,从图上可以看出,每层的地都作了分割,并桥的位置在同一位置,电源层是个完整的。不过有个问题不明白,有人说地噪声会通过电源与地平面进入到地层,这样不还是有问题吗?
想请高手们帮我分析,地应该怎么分割才合理?
GPS地不分割
分割地1
GPS地分割2
GPS地分割2-1
期待高手分析!
"接收灵敏度-15dBm"接收灵敏度-15dBm,这里是否有误,是否应为-150dBm?
我先来说下小编问的问题,理清思路后,再来说说我的观点:
问题:
1.现在确定数字部分和电源部分(pwm)会影响高频RF信号有影响,小编也知道要通过分割地的方式,通过单点接地或多点接地来解决这个问题.
现在关键是要怎么分?
2.小编要在保证地平面完整的情况下,对上面的一系列地做分割,并列出了3种方式,来讨论那种方式最好?
观点:
先来弄清楚一个概念
1.回流路径的概念
(1)信号回流要想从电源层回到地,最近的通道就是电源和地之间的电容。
(2)要是它同一层的旁边有敷铜为GND,信号会选择GND为回流路径。
信号回流的原则:高速信号永远选择阻抗最小的路径回流。
小编所说的Top层的地,和第二层的地就是上面信号的2种回流路径.但是对于高速的数字信号来说:
信号会选择阻抗最小的路径,板间电容对于高速信号是通路,而旁边敷铜GND在高速情况下呈感性,阻抗
相对于板间电容来说比较大,所有高速信号一般都是通过相邻层的地平面回流.(不排除会有一小部分低速信号通过旁边敷铜GND回流).
弄清楚了回流信号的路径,问题就好解决了.
我们通过设计,让RF信号的地远离这个回流的地,再通磁珠或0ohm电阻,将这2个地连接起来(保证地平面完整).
解决办法:
1.可以确定高速信号是肯定存在的,那先把高速信号的邻近层的地做分割,在合适的地方采取单点或多点接地,
这样既避免了干扰,又保证了地平面的完整性.
2.对于表层的地.最好也能保证RF的信号的地与数字地的分开.因为高频模拟的RF信号很容易受到干扰,他们包地通常是为了
保护他们不受干扰.所以表层的高速信号包地,往往是EMC方面的要求.
以上的观点,希望对小编有所帮助!
讲的很透彻啊,学习啦,
是的,是-150dBm。 不好意思,笔误
谢谢shark4685 精彩的解说。
割地有点迷糊
看了shark4685小编的解说,有2个地方不明白
一,个人对shark4685所说的回流路径的概念的理解,顶层或底层的高速信号电流直接进入相邻层的地,而不会通过信号所在的层的敷铜进入相邻层的地。那么信号电流直接进入相邻层的地后再流到哪里去呢?对一块pcb来说,电源和地总是在顶层或底层的焊盘上的吧。
1.回流路径的概念
(1)信号回流要想从电源层回到地,最近的通道就是电源和地之间的电容。
(2)要是它同一层的旁边有敷铜为GND,信号会选择GND为回流路径。
信号回流的原则:高速信号永远选择阻抗最小的路径回流。
二,我们通过设计,让RF信号的地远离这个回流的地,再通磁珠或0ohm电阻,将这2个地连接起来(保证地平面完整).
让RF信号的地远离这个回流的地是不是指的POWER GND?
第一个问题:信号回流到地平面后,会使得地平面引起纹波(纹波是电源的概念,此处想不出个更好的词表达).导致地平面不是稳定在OV,如果模拟数字共地的话,此纹波会通过同样的路径影响模拟信号.至于你说的一定会回流到pad上,不能说你错,只能说在高速情况下,请忘记"地"的概念.
第二个问题.RF信号是高频的模拟信号,容易受平面层的影响(包括电源跟地),远离或分开都是解决问题的很好的办法.
比较bs问问题贴附件还设阅读权限,只能靠文字来yy你的几幅图的内容。
你要清楚的是,绝对的排除干扰是不可能的,在高频情况下,除非你设计两块板子或者离的老远老远。
top层分割、下面层不分割,虽然对RF/数字的SSN隔离不是最佳方案,但对整体板子的设计或许是最佳方案,看你的板子了。top层分割已经引导回流的路径沿着分割后的地走了,所以即使下面层不分割,可能也问题不大。就像黄河与长江终究要百川归海,但在国内,他们是隔开了。黄河是黄河,长江是长江
搬个凳子继续听高手讲解
单凭文字你能YY图,看来YY的功底还不错!估计是经常锻炼出来的!
阅读权限已经修改!
菜鸟一个。从图来看,只分割top层应该问题不大。
我觉得应该分析一下干扰从哪里来,是什么性质?通过什么路径,去干扰谁,通过什么方式,把这些分析透了,问题也就也解决了。
