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물리적으로 PCB를 섀시 접지에 연결하면 어떻게 노이즈가 줄어 듭니까? 안전 문제 외에도 섀시를 PCB

이 부분이 복제 된 것처럼 보일 수 있음 섀시 접지를 디지털 접지에 연결해야합니까? 그러나 그 스레드의 대답은 내가 이해하는 명백한 안전 문제 외에도 섀시를 PCB 접지에 연결 해야하는 이유를 설명하지 않습니다 .

나의 논리는 이것이다 : 만약 민감한 아날로그 회로를 가진 PCB를 가지고 있다면, 그것을 금속 섀시에 넣고 PCB로부터 절연시켜야한다. 섀시는 패러데이 케이지 역할을하여 PCB를 EM 외부 노이즈로부터 보호하고 RF PCB에서 노이즈가 발생하지 않도록합니다. 안전이 중요하지 않다면 두 가지를 연결할 이유가 없습니다. 앞에서 언급 한 링크에서 draeth의 대답은 이것에 동의하는 것 같습니다.

그러나 지식이 풍부한 사람들의 일반적인 지식에 따르면 노이즈와 EMI를 줄이려면 금속 섀시로의 낮은 임피던스 경로를 설정해야합니다.

왜 이렇게해야합니까? 접지를 섀시에 연결하면 회로가 외부의 소음에 노출되는 것처럼 보입니다. 그리고 외부를 소음에 노출시킵니다!



답변

이것은 논쟁의 여지가있는 또 다른 질문이 될 것이므로, Mark Montrose의 EMC와 인쇄 회로 기판 을 신뢰할 수있는 것으로 판명 된 문구 (교과서)에서 인용하거나 인용 할 때가 있습니다. 먼저 일반적인 용어를 소개하겠습니다.

  • 안전 접지 = 접지에 대한 낮은 임피던스 경로로 연결된 접지
  • 신호 전압 (참조) 접지, 예 : PCB의 접지 평면

잠재적으로 충격적인 인용문 (p. 249) :

두 가지 접지 방법을 연결하면 특정 애플리케이션에 적합하지 않을 수 있으며 EMC 문제가 악화 될 수 있습니다. 접지에 관한 일반적인 오해가 있습니다. 대부분의 분석가들은 접지가 양호한 접지가 회로 노이즈를 줄이는 전류 리턴 경로라고 믿고 있습니다. 이러한 신념은 많은 사람들이 일반적으로 건물의 주요 접지 구조를 통해 잡음이 많은 RF 전류를 지구로 흡수 할 수 있다고 가정합니다. 신호 전압 참조가 아닌 안전 접지에 대해 논의하는 경우에 유효합니다. RF 리턴 경로는 필수이지만 접지 전위 일 필요는 없습니다. 여유 공간이 접지 가능성이 아닙니다 .

(Emphasis mine).

따라서 (말해야 할 경우) PCB (또는 멀티 보드 장치의 경우 여러 PCB의 경우) 접지가 접지되지 않은 경우에도 금속 케이스 / 섀시에 연결하는 것은 어떻습니까? 안전 지대? (예를 들어 패러데이 케이지를 플라스틱 인클로저에 넣을 수 있습니다.)

먼저 우리는 다른 것을 제거해야합니다. 멀티 보드 시스템을 사용하는 경우 신호 / 구성 요소의 속도가 1Mhz 이하일 때 단일 지점 접지 (일명 “신성한”접지, 농담 없음)가 적합합니다 . 오디오 회로, 주 전원 시스템 등. 컴퓨터와 같은 높은 작동 주파수의 경우 멀티 포인트 접지가 사용됩니다. 혼합 주파수의 경우 둘 다 아래에 표시된대로 하이브리드 접지 기술로 결합됩니다 (Montrose의 책 그림).

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

그리고 다음은 기본적으로 고주파 시스템을위한 멀티 포인트 접지를 원하는 이유입니다. Montrose의 책 (페이지.

PCB […]에서 생성 된 RF 필드는 금속 구조에 연결됩니다. 결과적으로 RF 와전류가 구조에서 발생하고 장치 내에서 순환하여 전계 분포를 만듭니다. 이 전계 분포는 다른 회로에 연결될 수있다. […]이 [와류] 전류는 분배 전송 임피던스를 통해 카드 케이지에 결합 된 후 다시 백플레인에 결합함으로써 루프를 닫으려고 시도한다. 백플레인과 카드 케이지 사이의 공통 모드 기준 임피던스가 (와전류의) 분배 “구동 소스”보다 현저히 낮지 않으면 백플레인과 카드 케이지 사이에 RF 전압이 발생합니다. […] 간단히 말해서, 백플레인과 카드 케이지 사이의 공통 모드 스펙트럼 전위가 단락되어야합니다.

데스크탑 컴퓨터 마더 보드가 (금속) 케이스에 고정시키는 모든 나사를 통해 전기 연결이 된 이유가 궁금하다면, 그 이유가 여기에 있습니다.

NB : Joffe and Lock ‘s Grounds for Grounding“PCS 리턴 기판을 섀시에 스티칭하는 목적” 섹션에서 거의 동일한 설명을 제공 하므로 전문가들이 이에 동의한다고 생각합니다.


답변

보다 구체적으로, 종래의 지식은 섀시 접지에 정확히 하나의 낮은 임피던스 연결을 갖는 것이다. 종종 전압 조정기 근처에 있습니다.

연결이 하나만 있어야합니다. 케이스가 금속이고 완전히 밀폐되어 패러데이 케이지처럼 작동하는 경우, 케이스 주변에 노이즈 전류가 흐릅니다. 그러나 한 곳에만 연결하면 섀시 주위에 흐르는 전류는 회로를 통해 흐를 수 없습니다. 길이 없기 때문에 그들은 할 수 없습니다.

그러나 두 개의 연결이있는 경우 두 지점 사이에 전압이 있으면 (모든 잡음이있을 수 있음) 잡음 전류가 ​​회로를 통해 흐를 수 있습니다.

그렇다면 연결이없는 이유는 무엇입니까? 생각 해봐 전선을 어떻게 넣을 수 있습니까? 배터리로 전원이 공급되고 입력 또는 출력이없는 경우 모든 것을 패러데이 케이지에 넣을 수 있으며 꽤 잘 작동 할 수 있습니다. 물론 이것은 최소한 몇 개의 외부 연결이 있고 일부는 접지를 참조하는 대부분의 회로에는 적합하지 않으므로 어딘가에 연결해야합니다.

외부 연결부가 케이스의 구멍을 통해 절연 커넥터를 통해 연결되어 케이스에 전기적으로 연결되지 않는 이유는 무엇입니까? 그러면 해당 케이블의 모든 공통 모드 노이즈가 구멍을 통해 케이스 내부로 바로 들어옵니다. 전혀 사례가 없을 수도 있습니다.

이상적으로는 모든 케이블의 차폐가 금속 섀시에 연결되어 있습니다. 이것을 위상 적으로 생각하면, 케이스는 케이블 실드의 더 뚱뚱한 부분과 같으며 회로는 케이블 안에 있습니다.


답변

상자 바깥에 pcb에 부착 된 다른 것이 있는지 스스로에게 물어보십시오. 케이블이 pcb에 연결되어 있으면 케이블을 통해 pcb에 노이즈가 유입되어 차폐가 심하게 손상 될 수 있습니다. 이제 신호선에서 섀시까지 낮은 임피던스 경로를 추가하여 케이블 와이어를 통해 엉망을 제거하는 데 도움이되는지 여부는 상황에 따라 다릅니다. 커패시터와 케이블 쉴드의 360도 커플 링으로 섀시에 들어가는 지점에서 노이즈를 직접 제거하면 여전히 옳습니다. 대부분 이것은 실용적이지 않으며 신호 접지가 섀시에 대한 노이즈 경로의 일부가되도록하는 것이 좋습니다.


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