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微弱电流检测线路的防漏电布局

  • 2025-03-27 11:03:00
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在PCB设计中,微弱电流检测线路的防漏电布局是一个关键的设计考虑因素。微弱电流检测线路通常用于检测非常小的电流信号,如在生物医学设备、环境监测仪器等应用中。这些线路对漏电非常敏感,任何微小的漏电都可能导致测量误差甚至损坏检测电路。

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 一、防漏电布局的重要性

漏电会对微弱电流检测线路产生多种影响,包括:

1. 测量误差:漏电会导致检测到的电流信号不准确,从而影响测量结果。

2. 电路损坏:长期漏电可能会导致电路元件的损坏,缩短设备的使用寿命。

3. 信号干扰:漏电可能会引入噪声和干扰,影响信号的完整性。

 

 二、防漏电布局

 1. 使用旁路电容器

在每个电源引脚和地之间连接低ESR、0.1μF的陶瓷旁路电容器,并尽可能靠近器件放置。这有助于在模拟电路本地提供低阻抗电源,降低耦合噪声。

 2. 模拟和数字部分分别接地

确保模拟和数字部分分别接地,避免地电流的相互干扰。多层PCB上的一层或多层通常专用于接地层,这有助于散热并减少EMI噪声拾取。

 3. 输入走线远离电源和输出走线

为减少寄生耦合,输入走线应尽可能远离电源或输出走线。如果无法将它们分开,最好垂直穿过敏感迹线,而不是与噪声迹线平行。

 4. 元件靠近放大器芯片

将外部元件放置在尽可能靠近放大器芯片的位置。使电阻RF和RG靠近反相输入可以最大限度地减少寄生电容。

 5. 输入走线长度最短

使输入走线的长度尽可能短,因为输入走线是电路中最敏感的部分。

 6. 使用保护环

考虑关键走线周围的驱动、低阻抗保护环。保护环可以显著减少来自附近不同电位走线的泄漏电流。在对微电流进行放大时,需要对输入端加上屏蔽环(guard ring),以防止同相端通过电路板流向反相端产生的漏电流。

 7. 避免长距离布线

尽量缩短传感器到处理电路的布线长度,以减少信号在传输过程中的干扰。

 8. 使用屏蔽线

对于敏感信号线,使用屏蔽线可以减少电磁干扰和振动的影响。

 9. 避免平行布线

避免将敏感信号线与高功率或高频率的信号线平行布线,以减少串扰。

 10. 增加去耦电容

在电源和地之间设置高频旁路电容器,要求这些旁路电容器的等效串联电感值(ESL)和等效串联电阻值(ESR)越小越好。大量使用旁路电容器可以减小电源和接地平面的环路面积,对低频的ESD突发值具有很好的抑制效果。

 


总之,合理规划微弱电流检测线路的防漏电布局是确保其性能和可靠性的重要措施。通过遵循上述设计守则,可以有效地减少漏电对检测线路的影响,提高电子设备的稳定性和使用寿命。


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