Чи слід приєднати заземлення шасі до цифрового заземлення?

Я працюю на друкованій платі, яка має екрановані роз'єми RJ45 (ethernet), RS232 та USB, і живиться від цегельного адаптера для цегли 12 В змінного струму / постійного струму 12 В (я роблю крок 5 В і 3,3 В на борту). Вся конструкція укладена в металеве шасі.

Екрани роз'ємів вводу / виводу підключені до площини CHASSIS_GND на периферії друкованої плати, а також контактують з передньою панеллю металевого корпусу. CHASSIS_GND виділений від цифрового GND ровом (пустотою).

Ось питання: Чи повинен будь-який спосіб CHASSIS_GND прив'язуватися до цифрової площини GND? Я прочитав незліченну кількість приміток до додатків та посібників із компонування, але, схоже, у всіх є різні (а іноді і, здавалося б, суперечливі) поради щодо того, як ці два літаки повинні бути з'єднані разом.

Поки я бачив:

• З'єднайте їх в одній точці за допомогою резистора 0 Ом біля джерела живлення
• З'єднайте їх разом з одним конденсатором 0.01uF / 2kV біля джерела живлення
• Зв’яжіть їх разом з резистором 1 М і конденсатором 0,1 мкФ паралельно
• Короткуйте їх разом з резистором 0 Ом і конденсатором 0,1 мкФ паралельно
• Зв’яжіть їх разом з кількома конденсаторами 0,01uF паралельно біля вводу / виводу
• Коротко з'єднайте їх безпосередньо через кріпильні отвори на друкованій платі
• Зав'яжіть їх разом з конденсаторами між цифровим GND та монтажними отворами
• З'єднайте їх за допомогою декількох з'єднань низької індуктивності біля роз'ємів вводу / виводу
• Залиште їх повністю ізольованими (не з'єднані ніде)

Я знайшов цю статтю Генрі Отта ( http://www.hottconsultants.com/questions/chassis_to_circuit_ground_connection.html ), де зазначено:

Спочатку я скажу вам, що ви не повинні робити, тобто зробити єдине точкове з'єднання між ланцюгом ланцюга і заземленням шасі на джерелі живлення ... Заземлення ланцюга повинно бути підключене до шасі з низьким підключенням індуктивності в I / O площа дошки

Хтось здатний практично пояснити, як виглядає "низька індуктивність зв'язку" на такій платі?

Здається, що існує багато причин для ЕМІ та ОУР для того, щоб короткострокувати або роз'єднувати ці літаки один до одного / один від одного, і вони іноді суперечать один одному. Хтось має хороше джерело розуміння, як зв’язати ці площини разом?

Це дуже складне питання, оскільки воно стосується EMI / RFI, ESD та безпеки. Як ви помітили, існує багато способів обробляти шасі та цифрові майданчики - всі мають свою думку, і всі думають, що інші люди помиляються. Просто так ви знаєте, вони всі помиляються, і я маю рацію. Чесно! :)

Я зробив це декількома способами, але спосіб, який, здається, найкраще працює для мене - це той самий спосіб, що і материнські плати ПК. Кожен монтажний отвір на друкованій платі підключає сигнал gnd (він же цифровий заземлення) безпосередньо до металевого шасі за допомогою гвинта та металевого відстояння.

Для з'єднувачів із екраном цей щит з'єднується з металевим шасі через якомога коротше з'єднання. В ідеалі щиток з'єднувача повинен торкатися шасі, інакше на платі встановиться якнайближче до роз'єму кріпильний гвинт. Ідея тут полягає в тому, що будь-який шум або статичний розряд залишатиметься на щиті / шасі і ніколи не потраплятиме всередину коробки або на друковану плату. Іноді це неможливо, тому, якщо це все-таки потрапить на друковану плату, ви хочете якнайшвидше її зняти з друкованої плати.

Поясню це: Для плати із роз'ємами сигнал GND підключається до металевого корпусу за допомогою кріпильних отворів. Шасі GND з'єднується з металевим корпусом за допомогою монтажних отворів. Шасі GND та Signal GND НЕ з'єднані разом на друкованій платі, а замість цього використовуйте металевий корпус для цього з'єднання.

Потім металеве шасі підключається до штифта GND на 3-зубчатому роз'ємі живлення змінного струму, а не до нейтрального контакту. Існує більше проблем безпеки, коли ми говоримо про двовісні роз'єми живлення змінного струму - і вам доведеться їх шукати, оскільки я не так добре розбираюся в цих нормах / законах.

З'єднайте їх в одній точці за допомогою резистора 0 Ом біля джерела живлення

Не робіть цього. Це може забезпечити, що будь-який шум на кабелі повинен проходити через вашу схему, щоб дістатися до GND. Це може порушити вашу схему. Причиною 0-Омного резистора є те, що це не завжди працює, а наявність резистора там дає простий спосіб зняти з'єднання або замінити резистор на ковпак.

З'єднайте їх разом з одним конденсатором 0.01uF / 2kV біля джерела живлення

Не робіть цього. Це зміна резистора 0-Ом. Ця ж ідея, але думка полягає в тому, що кришка дозволить пропускати сигнали змінного струму, але не постійний струм. Мені здається нерозумним, як ти хочеш, щоб сигнали постійного струму (або принаймні 60 Гц) пройшли, щоб вимикач вискочив, якщо стався поганий збій.

Зв’яжіть їх разом з резистором 1 М і конденсатором 0,1 мкФ паралельно

Не робіть цього. Проблема попереднього "рішення" полягає в тому, що шасі зараз плаває, відносно GND, і може зібрати заряд, достатній для спричинення незначних проблем. Це повинен запобігти резистор 1 МОм. Інакше це ідентично попередньому рішенню.

Короткуйте їх разом з резистором 0 Ом і конденсатором 0,1 мкФ паралельно

Не робіть цього. Якщо є резистор 0 Ом, навіщо турбуватися з кришкою? Це лише зміна щодо інших, але з більшою кількістю речей на друкованій платі, щоб ви могли змінити речі, поки вона не працює.

Зв’яжіть їх разом з кількома конденсаторами 0,01uF паралельно біля вводу / виводу

Ближче. Біля вводу / виводу краще, ніж поблизу роз'єму живлення, оскільки шум не буде проходити по ланцюгу. Кілька ковпачків використовуються для зменшення опору та для з'єднання речей, де це враховується. Але це не так добре, як те, що я роблю.

Коротко з'єднайте їх безпосередньо через кріпильні отвори на друкованій платі

Як вже говорилося, мені подобається такий підхід. Дуже низький опір, скрізь.

Зав'яжіть їх разом з конденсаторами між цифровим GND та монтажними отворами

Не так добре, як просто укорочувати їх разом, оскільки опір вище, і ви блокуєте постійний струм.

З'єднайте їх за допомогою декількох з'єднань низької індуктивності біля роз'ємів вводу / виводу

Варіації одного і того ж. Можна також назвати "декілька з'єднань низької індуктивності", таких як "площини заземлення" та "кріплення отворів"

Залиште їх повністю ізольованими (не з'єднані ніде)

Це в основному те, що робиться, коли у вас немає металевого шасі (наприклад, все пластикове шафа). Це стає складним і вимагає ретельного проектування схеми та компонування друкованої плати, щоб зробити все правильно, і все-таки пройти всі нормативні тести EMI. Це можна зробити, але, як я вже сказав, це хитро.

Ніколи не потрібно використовувати резистор 0 . Це звичайна CYA від того, хто хотів дві або більше з 1) зв'язати їх разом в одній точці 2) не був впевнений, і хотів мати можливість це зробити і 3) якщо їх зв'язати в схемі, вони злилися у сітковому списку в одну площину, переможивши мету єдиної точки 4) хотіли мати змогу поміняти місцями на інший пристрій, наприклад, ковпак.$\Omega$

Дивіться також це питання щодо дизайну "Доказ EMI" .

Я повністю прихильний до останньої пропозиції Девіда Кесснера. В основному я маю справу з аналоговим дизайном на рівні мікро вольт, де дуже легко зруйнувати конструкцію, зв’язавши між собою різні сигнали заземлення. Просто залиште їх ізольованими та дуже добре подбайте про дизайн та роз'єднання друкованих плат, щоб уникнути паразитарних коливань. Багато залежить від використовуваних частот та рівнів сигналу. Тільки ретельне проектування та ТЕСТУВАННЯ прототипу в галасливих умовах доведе, що конструкція правильна. Проходження тестів на ОСР та ІМС зазвичай не пов'язане.

Заземлення шасі призначене лише для безпеки. З того, що я розумію, найкраще тримати фактичну площину замикання ланцюга ізольованою, це означає, що корпус та цифрові майданчики підключаються лише в / поза джерелом живлення. Це робиться з кількох причин, але дві великі переваги:

1. Набагато менше шансів, що будь-яка радіотехнічна шасі (або її компоненти) потрапить у цифрову схему
2. Значно знижує ступінь того, що шасі буде виконувати функцію «ненавмисного радіатора» - наприклад, коливання та зміни стану цифрової схеми набагато рідше будуть підсилюватися / випромінюватися шасі.

На мою думку, причиною того, що цей спосіб добре працює на ПК, є той факт, що є лише одна плата, а також близько до джерела живлення. Моя власна програма - це один джерело живлення постійного струму, але кілька віддалених одна від одної друкованих плат. Що стосується мого застосування, враховуючи EMI та RFI, я вважаю, що найкращим способом є підключення джерела постійного струму від'ємного постійного струму до металевого шасі / заземлення відразу після електроживлення в одній точці. Це означає, що на всіх друкованих платах не повинно бути заземленого з'єднання з шасі. Пара проводів від електроживлення повинна бути скручена. Якби мені довелося підключитися на стороні друкованої плати, то через металеве шасі буде слідувати деякий зворотний струм постійного струму, і це викликає занепокоєння збору шуму. Якщо у вас є тільки одна друкована плата, все ж краще поставити цю єдину точку на стороні живлення, оскільки на багатьох джерелах живлення постійний струм приєднаний до заземлення всередині самого джерела живлення. Це єдине точкове з'єднання - це міцна прив'язка до землі / шасі. Зауважте, що є деякі програми, які неминуче мати багатоточкове підключення заземлення постійного струму до шасі на стороні друкованої плати, то в такому випадку я рекомендував би перейти на логічне заземлення постійного струму постійного струму, а це означає, що ваша логічна земля постійного струму і земля ґрунт ізольовані. Якщо ви зможете переконатися, що зможете зробити єдину наземну стратегію на практиці, це допоможе вам набагато краще в плані збору шуму.

Підключіть заземлення сигналу друкованої плати безпосередньо до заземлення шасі через кріпильні отвори, зворотний струм може не проходити через силовий кабель, оскільки заземлення шасі може мати менший опір для зворотного струму. Якщо це так, чи вплине це на EMI кабелів? наприклад, частина скасування випромінювання пари крученої пари на основі тієї ж величини, але струм зворотного напрямку.