5分钟教你了解零欧电阻在电路中的作用

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小编敢说很多电子工程师根本不知道零欧电阻在电路板中的作用。如果不信你可以自己问问自己。

到底零欧电阻在电路中的作用是为了将数字地和模拟地分开?还是只是将模拟地和数字地进行电气连接?还有为什么工程师会选用零欧电阻来解决干扰?是不是很疑惑,那就让小编为你解惑!

零欧姆电阻不是为了把数字地和模拟地分开,只是使模拟地和数字地进行电气连接,因为模拟地和数字地毕竟属于同一个网络,最终也还是要连在一起的。

把数模地分开,只是工程师为了解决干扰的一种手段。用零欧姆电阻的方便之处就是它很容易拆卸,拆卸下来可以换其他的器件代替以观察最终的效果进行对比,而导线不能拆卸。

限流这种观点,其实不太赞同,零欧姆电阻有阻抗但毕竟小,这得流过多大电流才起到限流作用?几A?不现实吧,很多电路板达不到这个电流级别。反而有阻抗影响挺大吧,如果零欧电阻阻抗挺大,那在零欧姆上的电压降产生共模干扰导致的问题不可忽视。

进行数字地和模拟地之间的隔离,其实是一门挺有技术含量的事,属于EMC的范畴。我不太赞同一些工程师说的,只要是数模混合电路就必须对数字地和模拟地进行地的分割,然后用个磁珠或零欧姆电阻连起来。具体问题还得具体分析。

我见过很多电路板,采用统一地,也就是不对地分割,当然也就不存在用零欧电阻连接的问题,其EMC可以做得很好。反而一些采用了地分割的电路板,EMC很差。

导致这种现象的原因是工程师对EMC本质的理解偏差。其实EMC很关键一点就是环流路径最小化,如果进行地分割,就要非常注意,一旦信号线跨越地分割线,环流路径必然增大,EMC性能变差。

而采用统一地的电路板,事先必须对布局做足考虑,对电路模块进行物理分区(不分割),保证模块都有自己的回路,就不会影响其他模块,同时因为地没有分割,保证了地的完整性。当然具体细节太多了,就不一一介绍。

分割做得好,确实可以做到较好的数模隔离,但是不做分割,EMC不一定差。凡事没有绝对,没有哪一种是绝对的好,只是要根据具体的情况决定倒是要不要分割,目的是为了EMC性能,分割只是一种手段,而手段可以多种。还是那句话具体问题具体分析。

另外如果直接用导线连接,会通过很大的电流,两边的信号会互相干扰。并且在PCB布线时,很难将两种地区分开。

零欧电阻可以很好的解决这个问题,它提供了一个很窄的电流通路 并且可以有效区分模拟地和数字地,利于单点接地的实现。其实零欧电阻也是存在阻抗的,因此可以限制电流。

用事实说话

个人lay过一块使用了0Ω电阻的PCB,一块陀螺仪的板子,有两个GND,一个是正常的GND,另一个是专门给gyro用的GyroGND。

考虑用两个GND的原因是因为板子比较小,各种通信接口和芯片都和gyro模块堆在一起,于是觉得分成两个GND会减少一些gyro读数上的noise,但其实上发现不用这样做,因为是那帮写程序的没写好程序,后来程序改好了noise也没了。

加了一个0Ω的原因也只是为了做layout的时候方便polygon(铺铜),因为电阻两端的电线会算作不同的网络。

GyroGND的polygon:

GyroGND的polygon

GND的polygon:

GND的polygon


一个是网格铺,一个是全铺,可以看到很明显的分界线。在远处用一个0Ω的电阻隔开:

分界线

如果不用0Ω的电阻隔开而想着lay成两块GND的话,铺铜的时候会悲剧的,软件会给你铺到一起去。

所以按照个人现在的经验来看,在GND网络上加上0Ω的电阻只是为了把GND分成不同的区域,方便lay板,对降噪本身可能并没有太显著的影响。

文章来源:电子发烧友

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