網友熱議:零歐電阻在電路中的作用?
發布時間:2014-04-17 責任編輯:sherryyu
【導讀】小編敢說很多電子工程師根本不知道零歐電阻在zai電dian路lu板ban中zhong的de作zuo用yong。如ru果guo不bu信xin你ni可ke以yi自zi己ji問wen問wen自zi己ji。到dao底di零ling歐ou電dian阻zu在zai電dian路lu中zhong的de作zuo用yong是shi為wei了le將jiang數shu字zi地di和he模mo擬ni地di分fen開kai?還hai是shi隻zhi是shi將jiang模mo擬ni地di和he數shu字zi地di進jin行xing電dian氣qi連lian接jie?還hai有you為wei什shen麼me工gong程cheng師shi會hui選xuan用yong零ling歐ou電dian阻zu來lai解jie決jue幹gan擾rao?是shi不bu是shi很hen疑yi惑huo,那na就jiu讓rang小xiao編bian為wei你ni解jie惑huo!
零ling歐ou姆mu電dian阻zu不bu是shi為wei了le把ba數shu字zi地di和he模mo擬ni地di分fen開kai,隻zhi是shi使shi模mo擬ni地di和he數shu字zi地di進jin行xing電dian氣qi連lian接jie,因yin為wei模mo擬ni地di和he數shu字zi地di畢bi竟jing屬shu於yu同tong一yi個ge網wang絡luo,最zui終zhong也ye還hai是shi要yao連lian在zai一yi起qi的de。把ba數shu模mo地di分fen開kai,隻zhi是shi工gong程cheng師shi為wei了le解jie決jue幹gan擾rao的de一yi種zhong手shou段duan。用yong零ling歐ou姆mu電dian阻zu的de方fang便bian之zhi處chu就jiu是shi它ta很hen容rong易yi拆chai卸xie,拆chai卸xie下xia來lai可ke以yi換huan其qi他ta的de器qi件jian代dai替ti以yi觀guan察cha最zui終zhong的de效xiao果guo進jin行xing對dui比bi,而er導dao線xian不bu能neng拆chai卸xie。
限流這種觀點,其實不太讚同,零歐姆電阻有阻抗但畢竟小,這得流過多大電流才起到限流作用?幾A?不(bu)現(xian)實(shi)吧(ba),很(hen)多(duo)電(dian)路(lu)板(ban)達(da)不(bu)到(dao)這(zhe)個(ge)電(dian)流(liu)級(ji)別(bie)。反(fan)而(er)有(you)阻(zu)抗(kang)影(ying)響(xiang)挺(ting)大(da)吧(ba),如(ru)果(guo)零(ling)歐(ou)電(dian)阻(zu)阻(zu)抗(kang)挺(ting)大(da),那(na)在(zai)零(ling)歐(ou)姆(mu)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)產(chan)生(sheng)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)導(dao)致(zhi)的(de)問(wen)題(ti)不(bu)可(ke)忽(hu)視(shi)。
進行數字地和模擬地之間的隔離,其實是一門挺有技術含量的事,屬於EMC的(de)範(fan)疇(chou)。我(wo)不(bu)太(tai)讚(zan)同(tong)一(yi)些(xie)工(gong)程(cheng)師(shi)說(shuo)的(de),隻(zhi)要(yao)是(shi)數(shu)模(mo)混(hun)合(he)電(dian)路(lu)就(jiu)必(bi)須(xu)對(dui)數(shu)字(zi)地(di)和(he)模(mo)擬(ni)地(di)進(jin)行(xing)地(di)的(de)分(fen)割(ge),然(ran)後(hou)用(yong)個(ge)磁(ci)珠(zhu)或(huo)零(ling)歐(ou)姆(mu)電(dian)阻(zu)連(lian)起(qi)來(lai)。具(ju)體(ti)問(wen)題(ti)還(hai)得(de)具(ju)體(ti)分(fen)析(xi)。
我見過很多電路板,采用統一地,也就是不對地分割,當然也就不存在用零歐電阻連接的問題,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。導致這種現象的原因是工程師對EMC本質的理解偏差。其實EMC很關鍵一點就是環流路徑最小化,如果進行地分割,就要非常注意,一旦信號線跨越地分割線,環流路徑必然增大,EMC性能變差。而采用統一地的電路板,事先必須對布局做足考慮,對電路模塊進行物理分區(不分割),保證模塊都有自己的回路,就不會影響其他模塊,同時因為地沒有分割,保證了地的完整性。當然具體細節太多了,就不一一介紹。
分割做得好,確實可以做到較好的數模隔離,但是不做分割,EMC不一定差。凡事沒有絕對,沒有哪一種是絕對的好,隻是要根據具體的情況決定倒是要不要分割,目的是為了EMC性能,分割隻是一種手段,而手段可以多種。還是那句話具體問題具體分析。
另外如果直接用導線連接,會通過很大的電流,兩邊的信號會互相幹擾。並且在PCB布線時,很難將兩種地區分開。
零歐電阻可以很好的解決這個問題,它提供了一個很窄的電流通路 並且可以有效區分模擬地和數字地,利於單點接地的實現。其實零歐電阻也是存在阻抗的,因此可以限製電流。
用事實說話
個人lay過一塊使用了0Ω電阻的PCB,一塊陀螺儀的板子,有兩個GND,一個是正常的GND,另一個是專門給gyro用的GyroGND。
考慮用兩個GND的原因是因為板子比較小,各種通信接口和芯片都和gyro模塊堆在一起,於是覺得分成兩個GND會減少一些gyro讀數上的noise,但其實上發現不用這樣做,因為是那幫寫程序的沒寫好程序,後來程序改好了noise也沒了。
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加了一個0Ω的原因也隻是為了做layout的時候方便polygon(鋪銅),因為電阻兩端的電線會算作不同的網絡。(高亮網絡的時候polygon不會高亮,於是這樣子大家湊合著看吧……)
GyroGND的polygon:

GND的polygon:

一個是網格鋪,一個是全鋪,可以看到很明顯的分界線。
在遠處用一個0Ω的電阻隔開:

如果不用0Ω的電阻隔開而想著lay成兩塊GND的話,
鋪銅的時候會悲劇的,軟件會給你鋪到一起去。
所以按照個人現在的經驗來看,在GND網絡上加上0Ω的電阻隻是為了把GND分成不同的區域,方便lay板,對降噪本身可能並沒有太顯著的影響。
了解零歐姆電阻:
1,在電路中沒有任何功能,隻是在PCB上為了調試方便或兼容設計等原因。
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,在匹配電路參數不確定的時候,以零歐姆代替,實際調試的時候,確定參數,再以具體數值的元件代替。
4,想測某部分電路的耗電流的時候,可以去掉零ohm電阻,接上電流表,這樣方便測耗電流。
5,在布線時,如果實在布不過去了,也可以加一個零歐的電阻
6,在高頻信號下,充當電感或電容。(與外部電路特性有關)電感用,主要是解決EMC問題。如地與地,電源和IC Pin間
7,單點接地(指保護接地、工作接地、直流接地在設備上相互分開,各自成為獨立係統。)
8,熔絲作用
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*模擬地和數字地單點接地*
隻要是地,最終都要接到一起,然後入大地。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(wei),所(suo)有(you)電(dian)壓(ya)都(dou)是(shi)參(can)考(kao)地(di)得(de)出(chu)的(de),地(di)的(de)標(biao)準(zhun)要(yao)一(yi)致(zhi),故(gu)各(ge)種(zhong)地(di)應(ying)短(duan)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)。人(ren)們(men)認(ren)為(wei)大(da)地(di)能(neng)夠(gou)吸(xi)收(shou)所(suo)有(you)電(dian)荷(he),始(shi)終(zhong)維(wei)持(chi)穩(wen)定(ding),是(shi)最(zui)終(zhong)的(de)地(di)參(can)考(kao)點(dian)。雖(sui)然(ran)有(you)些(xie)板(ban)子(zi)沒(mei) 有(you)接(jie)大(da)地(di),但(dan)發(fa)電(dian)廠(chang)是(shi)接(jie)大(da)地(di)的(de),板(ban)子(zi)上(shang)的(de)電(dian)源(yuan)最(zui)終(zhong)還(hai)是(shi)會(hui)返(fan)回(hui)發(fa)電(dian)廠(chang)入(ru)地(di)。如(ru)果(guo)把(ba)模(mo)擬(ni)地(di)和(he)數(shu)字(zi)地(di)大(da)麵(mian)積(ji)直(zhi)接(jie)相(xiang)連(lian),會(hui)導(dao)致(zhi)互(hu)相(xiang)幹(gan)擾(rao)。不(bu)短(duan)接(jie)又(you)不(bu)妥(tuo),理(li)由(you)如(ru)上(shang)有(you) 四種方法解決此問題:
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ci珠zhu的de等deng效xiao電dian路lu相xiang當dang於yu帶dai阻zu限xian波bo器qi,隻zhi對dui某mou個ge頻pin點dian的de噪zao聲sheng有you顯xian著zhu抑yi製zhi作zuo用yong,使shi用yong時shi需xu要yao預yu先xian估gu計ji噪zao點dian頻pin率lv,以yi便bian選xuan用yong適shi當dang型xing號hao。對dui於yu頻pin率lv不bu確que定ding或huo無wu法fa預yu知zhi的de情qing況kuang,磁ci珠zhu不bu合he。
電容隔直通交,造成浮地。
電感體積大,雜散參數多,不穩定。
零歐電阻相當於很窄的電流通路,能夠有效地限製環路電流,使噪聲得到抑製。電阻在所有頻帶上都有衰減作用(零歐電阻也有阻抗),這點比磁珠強。
*跨接時用於電流回路*
當dang分fen割ge電dian地di平ping麵mian後hou,造zao成cheng信xin號hao最zui短duan回hui流liu路lu徑jing斷duan裂lie,此ci時shi,信xin號hao回hui路lu不bu得de不bu繞rao道dao,形xing成cheng很hen大da的de環huan路lu麵mian積ji,電dian場chang和he磁ci場chang的de影ying響xiang就jiu變bian強qiang了le,容rong易yi幹gan擾rao/被幹擾。在分割區上跨接零歐電阻,可以提供較短的回流路徑,減小幹擾。
*配置電路*
一(yi)般(ban),產(chan)品(pin)上(shang)不(bu)要(yao)出(chu)現(xian)跳(tiao)線(xian)和(he)撥(bo)碼(ma)開(kai)關(guan)。有(you)時(shi)用(yong)戶(hu)會(hui)亂(luan)動(dong)設(she)置(zhi),易(yi)引(yin)起(qi)誤(wu)會(hui),為(wei)了(le)減(jian)少(shao)維(wei)護(hu)費(fei)用(yong),應(ying)用(yong)零(ling)歐(ou)電(dian)阻(zu)代(dai)替(ti)跳(tiao)線(xian)等(deng)焊(han)在(zai)板(ban)子(zi)上(shang)。空(kong)置(zhi)跳(tiao)線(xian)在(zai)高(gao)頻(pin)時(shi)相(xiang)當(dang)於(yu)天(tian)線(xian),用(yong)貼(tie)片(pian)電(dian)阻(zu)效(xiao)果(guo)好(hao)。
*其他用途*
布線時跨線;
調試/測試用;
臨時取代其他貼片器件;
作為溫度補償器件。
更多時候是出於EMC對策的需要。另外,零歐姆電阻比過孔的寄生電感小,而且過孔還會影響地平麵(因為要挖孔)。
方便軟件的分別布線區域範圍:主要功能是跳線,運用的目的主要是為了在PCBbuxiandeshihouruanjiankeyiqufenbutongdequyu。yejiushishuoweileshidemeiyibufendedianyuanhediyoubutongdehuilu,ruguomeiyouzhegedianzu,ruanjianhuiluanlian,daozhidejieguoshibirushuzidihemonidihunluan,shuzidianyuanhemonidianyuandehuxiangganraodengdeng。suoyizongjiejiushiweilefangbianruanjiandefenbiebuxianquyufanwei。
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