在实际应用中,PCB上的接地,主要有三个功能:
(1) 信号返回路径
PCB板上的信号,不论是单端信号,还是差分信号,都需要有地作为回流路径
(2) 直流电源返回路径
PCB上的元器件,不论是模拟还是数字,都需要从直流电源抽取电流。因此,接地导体也用作直流电源的返回路径
(3) 镜像平面
在镜像平面中会产生等效镜像电流,因此,在PCB板下方和附近存在固体金属平面,具有减少辐射的效果。
这个目前还不理解,等待后续章节的学习。
一般情况下,希望参考平面是一片实打实的金属层,没有分割。
但是有时候做不到,因为有时候电源需要分割,有时候地也要分成模拟地和数字地(AGND和DGND)。
如果参考平面用作直流的返回路径,则通常称之为GND层。
如果参考平面连接到电源电压,则通常称之为PWR层。
在做PCB叠层结构的时候,都会区分电源层和地层。
这两种确实有区别,但是只是针对直流信号,即电源而言。
而交流信号或者射频信号,其回流路径,可以在电源层,也可以在接地层。
如下图所示:
当使用麦克斯韦方程来描述时变的传播场时,等式中,没有与直流电势相关的项。因此,麦克斯韦等式的成立与金属表面的直流电势无关。
比如一根同轴传输线,就是一根射频电缆。其内导体和外导体导引射频信号,同时沿着相同的导体传输直流电。
这种例子很常见,比如用到bias-tee的地方,一般都有这样的应用,即电缆同时给模块供电,同时又传输射频信号。
也就是说,不管其参考平面是有直流电势,还是0电势,或者没有与任何参考平面连接,只要传输路径完整并形成闭合回路,则同轴传输线就能一如既往的传输RF信号。
所以,当作为高速信号传播的返回路径时,电源层和接地层是等效的。换句话说,交流信号的返回路径可以是电源平面,当然也可以是地平面。
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