地線設計及機殼地與數(shù)字地、模擬地的關系

　　一、地線設計

　　在電子設備中，接地是抑制噪聲的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結合起來使用，可解決大部分噪聲問題。電子設備中地線結構大致分為-系統(tǒng)地，機殼地（屏蔽地），數(shù)字地（邏輯地）和電源模擬地等。在地線設計中應注意以下幾點：

　　A. 正確選擇單點接地與多點接地

　　在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz，它的布線和組件間的電感影響較小，而接地 電路形成的環(huán)流對噪聲影響較大，因而應采用一點接地。

　　當信號工作頻率大于10MHz時，地線阻抗變得很大，此時應盡量降低地線阻抗，應采用就 近多點接地。

　　當工作頻率在1～10MHz時，如果采用一點接地，其地線長度不應超過波長的 1/20，否則 應采用多點接地法。

　　B. 將數(shù)字電路與電源模擬電路分開

　　如果電路板上有高速邏輯電路，又有線性模擬電路，應使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連（？？？）。要盡量加大線性電路的接地面積。

　　C. 盡量加粗接地線

　　若接地線很細，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設備的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此應將接地線盡量加粗，使它能通過三位于印刷電路板的允許電流。如有可能，接地線的寬度應大于3mm.

　　D. 將接地線構成死循環(huán)路

　　設計只由數(shù)字電路組成的印刷電路板的地線系統(tǒng)時，將接地線做成死循環(huán)路可以明顯的提高 抗噪聲能力。

　　其原因在于：印刷電路板上有很多集成電路組件，尤其遇有耗電多的組件時，因受接地線粗細的限制，會在地結上產生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結構成環(huán)路，則會縮小電位差值，提高電子設備的抗噪聲能力。

　　這是幾個不同的問題：模擬地和數(shù)字地，顧名思意也就是模擬電路和數(shù)字電路接地。

　　1. 數(shù)字地和模擬地應分開；

　　在高要求電路中，數(shù)字地與模擬地必需分開。即使是對于 A/D、D/A轉換器同一芯片上兩種“地”最好也要分開，僅在系統(tǒng)一點上把兩種“地”連接起來。

　　2.浮地與接地；

　　系統(tǒng)浮地，是將系統(tǒng)電路的各部分的地線浮置起來，不與大地相連。這種接法，有一定抗干擾能力。但系統(tǒng)與地的絕緣電阻不能小于 50MΩ，一旦絕緣性能下降，就會帶來干擾。通常采用系統(tǒng)浮地，機殼接地，可使抗干擾能力增強，安全可靠。

　　3.一點接地；

　　在低頻電路中，布線和元件之間不會產生太大影響。通常頻率小于 1MHz的電路，采用一點接地。

　　4.多點接地。

　　在高頻電路中，寄生電容和電感的影響較大。通常頻率大于 10MHz的電路，采用多點接地。

　　如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連，會導致互相干擾。不短接又不妥，理由如上有四種 方法解決此問題∶

　　1、用磁珠連接；

　　2、用電容連接；

　　3、用電感連接；

　　4、用 0歐姆電阻連 接。

　　磁珠的等效電路相當于帶阻限波器，只對某個頻點的噪聲有顯著抑制作用，使用時需要預先 估計噪點頻率，以便選用適當型號。對于頻率不確定或無法預知的情況，磁珠不合。

　　電容隔直通交，造成浮地。

　　電感體積大，雜散參數(shù)多，不穩(wěn)定。

　　0歐電阻相當于很窄的電流通路，能夠有效地限制環(huán)路電流，使噪聲得到抑制。電阻在所有 頻帶上都有衰減作用（0歐電阻也有阻抗），這點比磁珠強。

　　另，連接模擬地和數(shù)字地，用0歐姆電阻屬于單點連接，適合低頻弱流。用電容不好，隔絕直流，容易造成浮地，產生靜電高壓。

　　下面再說說機殼地與數(shù)字地，模擬地的關系：

　　一般機殼地接交流供電電源的地線（不是零線），目的是為了防止操作人員觸電（機殼與大 地、人體等電位）。

　　機殼地一般可和設備的電源地連接在一起，但是： 數(shù)字電路、模擬電路的工作地原則上嚴禁與設備的電源地直接連接！原因為設備本身發(fā)生漏

　　電或遭遇強電磁場干擾時，數(shù)字電路、模擬電路會受此噪聲干擾導致錯誤動作，嚴重的會導 致機器毀損?。?！

　　主要因為數(shù)字電路、模擬電路的工作電平一般為 3.3-15.5V（15.5V一般用于 232接口通訊 的最高電平）；而通常電源回路的電平一般在市電范圍（AC220V±10%），遠遠大于數(shù)字電路、 模擬電路的工作電平。尤其市電本身可遭遇雷擊、錯相、高壓擊穿等故障更可導致其瞬時電 平遠遠大于其正常電平（最高可達22倍）。因此為確保安全一般數(shù)字電路、模擬電路的工作 地均會與設備的電源地、機殼等隔離或者采用不同的接地系統(tǒng)。

　　順便說一點：目前的電磁**攻擊就是通過在設備所處的空間發(fā)散高頻、高幅的電磁場而引 起設備的數(shù)字電路、模擬電路等核心工作電路部分的元器件發(fā)生損壞而達到目的！

　　把幾個地接在一起就是你說的系統(tǒng)地。一般是把地分成初級與次級兩個地，地之間可以通過 電阻、電容相連，初級電路的高、低壓之間和初、次級電路間嚴格保證安規(guī)間距要求。機殼 地為初級，而數(shù)字地為次級。安裝孔焊盤上可以分布8個小孔呀，有時叫它星月焊盤。

　　如果有網口，出戶，安規(guī)與EMC要求嚴格的話，一般會加防護電路。

　　最好分成初級與次級兩個地，地之間可以通過電阻、電容相連初級電路的高、低壓之間和初、次級電路間嚴格保證安規(guī)間距要求。

　　機殼地為初級，而數(shù)字地為次級。

　　安裝孔焊盤上可以分布8個小孔呀，有時叫它星月焊盤。

　　把所有地都短接在一起中心孔非金屬化（不然就成了大面積連接，因為中心孔很大）；用焊盤上均勻分布的8個金屬化小孔多點連接數(shù)字地，限制噪聲，提供大電流通路；焊盤可做成馬蹄型，以便留出膨脹空間。