一文读懂地弹：定义、原因与降噪方法全解析

地弹的定义和原因    

 

地弹是一种在晶体管开关切换（即当PCB地和芯片封装地处于不同电压时）期间发生的噪声形式，它会中断高速或高频操作。

地弹的主要原因是电路中各点地电位存在差异。

在上面的电路中，一个CMOS（器件）连接到一个具有CL电容和RL电阻的输出负载。其他组件包括：

• LA：封装电源引脚的固有电感

• LB：封装输出引脚的固有电感

• LC：CMOS封装接地引脚的固有电感

• RI：CMOS IC的固有电阻

考虑一种输出从高电平变为低电平的情况。此时，电流从负载侧流出，负载电容放电。该电流 (I) 流过电感LB和LC会产生一个电压 V=L(di/dt)V=L(di/dt)。

产生的电压使内部CMOS地电位不同于外部负载地电位。因此，内部参考地电位高于外部地的零电位。这种差异在电路中产生噪声，并影响电路中开关器件的工作功能。

减小地弹的方法    

 

• 在IC封装的VCC和GND引脚之间部署一个旁路电容。它可以有效旁路电压尖峰和电源噪声

• 只要可能，尽量采用焊盘中过孔（via-in-pads）技术

• 使用短的信号返回路径，因为这将减少寄生电容

• 切勿共享用于接地连接的过孔或走线。使用独立的过孔和走线连接到地平面

• 使用低电压差分信号（LVDS）作为I/O标准。该标准提供高带宽和高抗噪能力

• 使用完整的地平面以减少IR损耗和电感，避免使用分割的地平面