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(多图) 电路设计师指导手册(2):电源返回路径与I/O信号接地

Peter Wilson?? 2014年08月11日 ?? 收藏10
[第一部分开始对接地有了初步了解:何时考虑接地,机箱材料如何影响接地,以及接地环路问题]

1.1.5 电源返回路径

图1.2可以看出,输出电源0V连线(0V(B))是与0V(A)分开的,只在电源本身上有链接。如果比方说因为走线经济方面的原因,你没有按照这个操作,而是在PCB3和PCB2处将0V轨接在一起,如图1.6所示,将会发生什么情况呢?

图1.2 典型的单元内部走线机制。
图1.2 典型的单元内部走线机制。

图1.6:公共电源返回路径。
图1.6:公共电源返回路径。

来自PSUB/PCB3和PSUA/PCB2的电源返回电流I0V现在共享相同长度的导线(或单块PCB系统中的走线)。这根导线显著具有某个非零的阻抗,比如出于直流目的其值为RS。在原始电路中,这根导线只承载I0V(2),因此上面产生的电压是:

VS = RS × I0V(2)

但在经济型电路中,

VS = RS × (I0V(2) + I0V(3))

这个电压与连接两块电路板的电源电压串联在一起,因此要从电源电压中减去这个值。将一些典型数值代入公式,

VB+为24 V 时,I0V(3) = 1.2 A,因为它是一个大功率输出电路板;

VA+为3.3 V 时,I0V(2) = 50 mA,因为它是一个微处理器板,上面有一些CMOS逻辑:

现在假设,因为多种原因,电源与电路板有一定的距离,你只能用2米长的7/0.2mm设备导线连接,这根导线在室温下的电阻约为0.2Ω。那么电压VS将是:

VS = 0.2 × (1.2 + 0.05) = 0.25 V

在虑及供电电压容差和其它压降之前,上述导线将使PCB2上的电源电压下降到3.05V,低于3.3V逻辑电路工作的下限。一种错误的导线连接将使你的电路工作岌岌可危!当然,也要从24V电源中减去0.25V,但这个电源减小约1%基本上不会影响到正常工作。

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【系列文章】

第一部分:[ 电路设计师指导手册(1):接地与布线]

第三部分:[电路设计师指导手册(3):板间互连、星形接地及屏蔽]

第四部分:[电路设计师指导手册(4):安全地以及电线/电缆]

第五部分:[电路设计师指导手册(5):射频电缆、双绞线与串扰]

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电源返回路径? I/O信号接地? 反馈效应? 阻抗?

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