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嘉峪檢測網 2024-05-22 09:00
在測試的時候，電源地的分割問題也是最容易出問題的地方之一。電源地平面地分割問題是PCB EMC設計中存在地老問題，不同的工程師有不同的看法，甚至到現在也沒有達成統一。目前存在兩種意見：
觀點一： 隔離信號地系統
單板的GND是個獨立的系統，不和PGND發生聯系，與設備內部形成閉環系統，只通過DC/DC與外部相連。板上地PGND是結構在背板、單板上的延伸，用于屏蔽、防護器件的能量泄放、防靜電。BGND是-48的回流線，出于安全考慮，BGND要和結構外殼連接，單點連接即可，通常在電源單元進設備的入口處，或者設備的供電柜上作BGND和PGND短接。
GND作為數字信號的回流地，主要是同低壓電源發生能量傳遞關系，其絕對電位并不會影響工作狀態，重要的是與電源之間產生穩定的電位差給器件工作。因而出于擔心GND上面存在干擾電平或者絕對電位與機殼不一致而將其連接起來的做法理由并不充分。業內現階段流行GND與機架連接的目的是遏制GND上的高頻噪聲。
GND和相應的電源作為一個隔離的系統，不會產生靜電積累問題。靜電積累是有前提條件，首先要有物質之間的相互摩擦；其次這種摩擦能夠導致大量的電荷轉移；第三，能夠引起靜電積累材料的往往都是絕緣的非金屬，因為這些物質自身不能同空氣發生緩慢的放電過程，金屬和其它導電物質具備向空氣緩慢放電地特質，因此它們不易產生靜電積累。只要將GND完全隔離，避免使其和外界發生摩擦，就沒有必要給GND接電阻到結構以泄放靜電電荷。
經典案例—48V電源地受信號地耦合造成干擾
某基帶框在RE測試時發現在頻點32.76MHZ處輻射較高，準峰值為53.8dB超過CLASS A限值近4dB，結果如下圖所示：
在定位過程中發現，主控板不插在槽位的時候輻射就消失，只要主控板一插上無論其它單板如何配置，該點得輻射均存在。過程中還發現在電源線上串上磁環，該點的輻射也消失。
為了確定輻射源的耦合途徑,首先對背板和主控板的PCB進行了詳細的審查，發現
1、cellbus時鐘走線是采用兩端匹配的方式，通過上拉電阻匹配到VTT層，原理圖如下：
2、VTT和-48V、-48V_GND的電源平面有大面積的重合。
如果VTT濾波電容選擇不合理，可能會把干擾傳入VTT層，而VTT層與－48V電源層在主控板上有大面積的重合，－48V電源層很有可能被耦合到干擾。
最后經過定位確認正是VTT電源層受到CELLBUS的影響后，對－48V電源層耦合，然后通過電源線對外輻射造成超標。
其它輻射超標的原因
輻射發射測試通不過的時候，很多測試人員喜歡從PCB上分析超標的原因。除了PCB布局、布線外，PCB上的一些電路設計對于輻射發射也會起到決定性的作用。
1 這種電路首推時鐘線匹配電路。時鐘信號的上升沿是決定對外輻射的一個重要因素，而匹配電路直接能夠決定時鐘的信號質量。譬如對于始端匹配的時鐘電路，始端串連的電阻選擇不當或者較小可能會造成時鐘線上干擾較大。
2 去耦電路。電源管腳上面的去耦電路也是影響RE的一個重要因素。
3 其它不合理的電路。
經典案例—— PGND－GND跨接電容造成輻射超標
數通某產品在RE測試時，165MHz不滿足Class A裕量要求，測試結果如下：
查看單板布局，發現地分割處布局如下圖：
由于單板的總線頻率為33MHz，165MHz恰為33MHz的5倍頻，分析干擾可能是從GND耦合到PGND，通過網線驅動，從而導致輻射超標。從上圖可以看到跨接電容不是兩個管腳直接跨接在PGND和GND之間，而是從GND引線到PGND，然后再接跨接電容，因此懷疑是這段走線將干擾耦合到了PGND，使跨接電容沒有起到作用。將該走線刮斷，重新測試，測試結果如下：
165Mhz頻點基本消失，為了確認電容跨接在地分割上，是否和割斷有同樣的效果，把電容跨接在地分割上重新測試，發現結果是仍然超標。
這個案例說明，GND和PGND之間的電容連接有時候會導致GND上面的干擾耦合到PGND上面去，在PGND上面造成干擾，然后通過電纜輻射出去，導致輻射超標。
來源：Internet
