作為一名優(yōu)秀的PCB攻城獅，你真的了解“接地”嗎？

接地可視為所有PCB的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而在電子設(shè)備中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用，可解決大部分干擾問題。

什么是“地”？

電子設(shè)備的“地”通常有兩種含義：

1、一種是“大地”（安全地），“接大地”就是以地球的電位為基準(zhǔn)，并以大地作為零電位，把電子設(shè)備的金屬外殼、電路基準(zhǔn)點(diǎn)與大地相連接。

2、另一種是“系統(tǒng)基準(zhǔn)地”（信號(hào)地），接地就是指在系統(tǒng)與某個(gè)電位基準(zhǔn)面之間建立低阻的導(dǎo)電通路。

接地的目的

1、接地可使我們的電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個(gè)公共的參考0電位，也就是各個(gè)電路之間沒有電位差，保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定的工作；

2、防止外部的電磁干擾。比如機(jī)殼接地；為瞬態(tài)干擾（ESD）提供了泄放通道；也可使因靜電感應(yīng)而累積在機(jī)殼上的大量電荷通過大地泄放；如果電路有使用屏蔽罩或電路的屏蔽體，選擇合適的接地，就能獲得更好的屏蔽效果！

3、保證安全工作。當(dāng)發(fā)生雷電（Surge）的電磁感應(yīng)時(shí)，可避免電子設(shè)備損壞；

接地的分類

如果不考慮安全接地，僅從電路參考點(diǎn)的角度考慮，接地可分為懸浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地。

1、懸浮地的目的是將電路或設(shè)備與公共地或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線隔離開。這種接地方式的缺點(diǎn)是設(shè)備不與大地直接相連，容易產(chǎn)生靜電積累，并最終發(fā)生具有強(qiáng)大放電電流的靜電擊穿現(xiàn)象。通常采取的辦法是在設(shè)備與大地之間接進(jìn)一個(gè)阻值很大的電阻，以消除靜電積累。

2、單點(diǎn)接地是指在一個(gè)電路中，只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)。

3、多點(diǎn)接地是指某個(gè)系統(tǒng)中，各個(gè)接地點(diǎn)都接到距離它最近的接地平面上，以使接地引線長度最短。它是高頻信號(hào)電路唯一實(shí)用的接地方式。

4、混合接地就是單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的組合，適用的工作頻率范圍一般為500kHz～30MHz。

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，大致又分為以下幾種地線：模擬地、數(shù)字地、信號(hào)地、系統(tǒng)地、交流地和保護(hù)地。

PCB接地設(shè)計(jì)

在PCB地線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

01

正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地

在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1MHz，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而應(yīng)采用單點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHz時(shí)，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1～10MHz之間時(shí)，如果采用單點(diǎn)接地，其地線長度不得超過波長的1/20，否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地方式。

02

將數(shù)字電路與模擬電路分開

電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應(yīng)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。

03

盡量加粗接地線

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

04

將接地線構(gòu)成閉環(huán)路

設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時(shí)，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。其原因在于：印制電路板上有很多集成電路組件，尤其遇有耗電多的組件時(shí)，因受接地線粗細(xì)的限制，會(huì)在地結(jié)上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結(jié)構(gòu)成環(huán)路，則會(huì)縮小電位差值，提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。

（圖文內(nèi)容整理自韜略科技EMC、機(jī)械工業(yè)出版社E視界及網(wǎng)絡(luò)）