最近在看音频功放类电路设计,也就是HiFi电路,其中涉及模拟电路和数字电路,在模拟电路中放大器将小信号放大的过程中,如果高频也就是数字地或者数字电路对模拟电路产生耦合,那么噪声也会被小信号放大电路所放大,于是就产生了杂音,音质不高。参考了做博客目前还没有实际做出成品,先了解学习一下。

如何有效地接地

在音频PCB设计中,单点接地大面积铺地都是为了减少噪声和提高信号完整性。它们并不是相互排斥的概念,而是可以根据具体情况和设计需求灵活应用的。

单点接地的主要优点在于能够有效地隔离不同功能模块之间的地回路,从而减少由于地环路产生的噪声。这种方法在处理模拟信号和低电平数字信号时特别有用,因为这些信号更容易受到地噪声的影响。然而,单点接地确实会增加PCB布局的复杂性,尤其是在高密度的集成电路中。

另一方面,大面积铺地可以提供良好的电磁屏蔽效果,有助于减少外部噪声对PCB上敏感电路的影响。此外,大面积铺地还可以降低PCB上的接地阻抗,从而减少地线电阻引起的噪声。在处理高频信号或需要高电流承载能力的应用中,大面积铺地尤为重要

在实际设计中,可以根据具体需求和条件选择适当的接地策略。例如,可以将模拟地和数字地分开,并通过单点接地连接到公共地;同时,在PCB的外层使用大面积铺地,以提供电磁屏蔽和降低接地阻抗。这样的混合策略可以结合单点接地和大面积铺地的优点,从而获得最佳的设计效果。

简单说就是:高频走大面积地,低频音频走单点地

想要地线阻抗为零是几乎不可能的,就算接近零也要看与扰动源的阻抗的比例是否足够小;总之:
1、功率地(低阻地)与信号地要注意电流走向,不要形成相互干扰,至少不应该产生正反馈
2、数字地与模拟信号要分开走到电源滤波地中点,不要让数字电路的脉冲干扰串入模拟地
3、环地不光要看“直流”环地,也要看“交流”环地,电路分析中的交流分析中,电源是看为对地“短路”的,另外电源退耦电容也是交流短路(通交隔直)的
4、双电流的滤波电容接地更地一点接地,因为整流滤波是低阻脉动干扰源,脉动电流往往是安倍级,1毫欧的线路都能产生毫伏以上的脉动信号,百倍放大后应该都能听得到声音的了。

大面积要的是等电位面的概念,用于高频,小信号等小电流敏感区。等电位面严格说也应一点接地。一点接地要的是断掉地环流。

地线环路干扰现象

  • 在PCB设计中,高频信号和低频信号的回流通路确实有所不同。
  • 对于低频信号,其回流路径通常选择阻抗最低的路径。这是因为低频信号的频率相对较低,其对应的波长较长,因此信号的反射较小,主要考虑的是路径的电阻最小,以保证最小的能量损失。
  • 而对于高频信号,其回流路径通常选择感抗最低的路径。随着信号频率的提高,信号的反射效应变得更加显著,此时需要考虑的是路径的电感和电容效应,使得信号能够在路径上顺利传输,因此高频信号的回流路径更倾向于选择感抗最低的路径。