《FPGA全程进阶---实战演练》第三章之接地设计

信号回路的电位基准点，（直流电源的负极或者零伏点）在单板上可以分为数字地和模拟地。理想的工作地是电路参考点的等电位平面，然而在实际中，工作地被认为信号电流的低阻抗回路和电源的供电回路，这样就会有三个方面的问题，共模干扰，辐射和信号串扰；

       1.共模干扰

图3.8 共模干扰

如图3.8所示，所有的导体都具有一定的阻抗，电流流经地时，同样会产生压降。那么流进地的电流主要来自于两个方面：信号的回流和电源电流的回流，其中Vnoise就是电流流经工作地时产生的共模噪声电压。

       2.串扰

图3.9 串扰

PCB上相邻的印制线之间存在着互感和耦合电容，当信号电压或者电流信号随时间快速变化时，不可避免的会产生串扰，如图3.9所示是产生串扰的等效电路，图b中的crosstalk是总参数下的串扰。

     3.辐射与干扰

图3.10 辐射与干扰

PCB快速变化的电流回路，其作用是相当于一个小回路天线，它会向外进行电磁场辐射，图（a）中差模辐射与电流的大小，电流的频率，回路的面积有关，共模辐射，其与共模电流，共模电流频率，共模线的长度有关。同时也会对PCB上的电路产生共模干扰。

那么对于上述的三个方面问题，都与PCB接地设计有关，那么如何去设计接地问题就显得尤为重要，下面说明一些原则。

4.最小化地电感和信号回路--信号线应该尽量短，信号回路面积尽量小，速度较高的可以用有地平面的多层板，关键电路包括器件和走线应该尽量远离板的边缘，板的边缘存在较强的干扰场。

5.地平面分割与不分割的合理应用--对于混合电路，若数字地和模拟地分割，不会出现能够很好解决信号跨越和信号回路的问题，建议采用“分区但不分割”的方法。即局部和布线时严格区分数字与模拟区域，避免数字信号和模拟信号出现公共回流路径，但地层不分割开，避免信号跨越而形成大的信号回路。

6.接口地保持“干净”，是噪声无法通过耦合出入系统--出入PCB板信号，特别是通过电缆连接的信号易将噪声耦合出入系统，注意保持I/O地不受到共模干扰，接口部分的电源地尽量采用平面。

7.电路合理分区，控制不同模块之间的共模电流—对于纯数字电路，应该注意按照电路工作速率高、中、低以及I/O进行分区，减少电路模块之间的共模电流。