地彈的定義和原因

地彈是一種在晶體管開關(guān)切換（即當(dāng)PCB地和芯片封裝地處于不同電壓時(shí)）期間發(fā)生的噪聲形式，它會(huì)中斷高速或高頻操作。

地彈的主要原因是電路中各點(diǎn)地電位存在差異。

在上面的電路中，一個(gè)CMOS（器件）連接到一個(gè)具有CL電容和RL電阻的輸出負(fù)載。其他組件包括：

LA：封裝電源引腳的固有電感

LB：封裝輸出引腳的固有電感

LC：CMOS封裝接地引腳的固有電感

RI：CMOS IC的固有電阻

考慮一種輸出從高電平變?yōu)榈碗娖降那闆r。此時(shí)，電流從負(fù)載側(cè)流出，負(fù)載電容放電。該電流 (I) 流過電感LB和LC會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓 V=L(di/dt)V=L(di/dt)。

產(chǎn)生的電壓使內(nèi)部CMOS地電位不同于外部負(fù)載地電位。因此，內(nèi)部參考地電位高于外部地的零電位。這種差異在電路中產(chǎn)生噪聲，并影響電路中開關(guān)器件的工作功能。

減小地彈的方法

在IC封裝的VCC和GND引腳之間部署一個(gè)旁路電容。它可以有效旁路電壓尖峰和電源噪聲

只要可能，盡量采用焊盤中過孔（via-in-pads）技術(shù)

使用短的信號(hào)返回路徑，因?yàn)檫@將減少寄生電容

切勿共享用于接地連接的過孔或走線。使用獨(dú)立的過孔和走線連接到地平面

使用低電壓差分信號(hào)（LVDS）作為I/O標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)提供高帶寬和高抗噪能力

使用完整的地平面以減少IR損耗和電感，避免使用分割的地平面

直接轉(zhuǎn)載來源：信號(hào)完整性學(xué)習(xí)之路（作者：廣元兄）。