1 前言

 

電子設備的EMC問題主要包括主動發射和抗幹擾兩方麵問題，通常接地設計與所有EMC測試項目都有關係。接地可視為所有的PCB設計的基礎
，大部分的EMI問題皆可藉由良好的接地來解決。

 

 

2 概述

 

屏蔽、濾波、接地是EMC設計中常見的三大方法，其中接地作為電路設計最基礎的內容，卻幾乎沒人能夠說得清楚
，如何才能做好接地設計呢
？

 

經常會有人問到“有沒有一種通用的接地方法可以參考啊？”答案是肯定的：“沒有”。那咋辦呢，我們總不能像廚師一樣
，教徒弟炒菜時
，用到的配料都是“少許”“顏色微黃”“微焦”等(deng)感(gan)覺(jiao)性(xing)詞(ci)語(yu)吧(ba)
，當(dang)然(ran)不(bu)是(shi)。為(wei)了(le)更(geng)好(hao)的(de)掌(zhang)握(wo)接(jie)地(di)的(de)技(ji)巧(qiao)方(fang)法(fa)，下(xia)文(wen)中(zhong)將(jiang)不(bu)再(zai)講(jiang)究(jiu)任(ren)何(he)的(de)文(wen)字(zi)技(ji)巧(qiao)
，而(er)是(shi)一(yi)針(zhen)見(jian)血(xue)的(de)道(dao)出(chu)接(jie)地(di)問(wen)題(ti)的(de)本(ben)質(zhi)來(lai)。

 

3 什麼是“地”呢？

 

● 電子工程師：地是電路的基準電壓——信號地；

● 結構工程師：地是設備的金屬外殼——金屬機殼；

● 電工：地是大地，即地球——安全地。

 

電子設備的“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
，並以大地作為零電位
，把電子設備的金屬外殼、電路基準點與大地相連接。

 

 

2.另一種是“係統基準地”（信號地）
，接地就是指在係統與某個電位基準麵之間建立低阻的導電通路。

 

 

4 按照性能接地分為四類

 

從性能的角度上，接地分為：安全接地、工作接地（數字地、模擬地
、功率器件地）、防浪湧接地（雷擊浪湧、上電浪湧）、防靜電接地。

 

5 接地追求的目的

 

1.地線阻抗要盡量小：

 

地線阻抗要盡量小的目的是，保證作為參考電位的地線電位盡量符合電位一致的假設。

 

2.地線環路麵積盡量小：

 

地(di)線(xian)環(huan)路(lu)麵(mian)積(ji)盡(jin)量(liang)小(xiao)的(de)目(mu)的(de)是(shi)，為(wei)信(xin)號(hao)電(dian)流(liu)提(ti)供(gong)一(yi)條(tiao)低(di)阻(zu)抗(kang)的(de)路(lu)徑(jing)

，使(shi)信(xin)號(hao)電(dian)流(liu)的(de)回(hui)流(liu)處(chu)於(yu)受(shou)控(kong)狀(zhuang)態(tai)，控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)電(dian)流(liu)的(de)回(hui)路(lu)麵(mian)積(ji)減(jian)小(xiao)天(tian)線(xian)效(xiao)應(ying)。

 

6 較通用的接地方法

 

基本思路是
，在設計時
，把安全保護地
、工作數字地
、工作模擬地、工作功率地
、雷擊浪湧地、pingbidixianquebaogezidulidedandulianjie
，zuihouzaixitongjiedideshihou，zaigenjugedizhijianyaojiejuedewenti，jigenjujiedidemude，jiangzhejigedianzhaoxialiedezhijiandelianjiefangshichuli，lianjiefangshibaokuo：

 

1.用磁珠連接；

 

cizhudedengxiaodianluxiangdangyudaizuxianboqi，zhiduimougepindiandezaoshengyouxianzhuyizhizuoyong，shiyongshixuyaoyuxiangujizaodianpinlv，yibianxuanyongshidangxinghao。duiyupinlvbuquedinghuowufayuzhideqingkuang，cizhubuhe。tongshikuajiecizhudedizhijianyibanshiyoukuaisuxiaodianliubodongdezhuangtai
，yinweicizhuhuibaohe，dianliutaidale，taxiaohaobule。

 

2.用電容連接；

 

電容隔直通交，造成浮地。

 

3.用電感連接；

 

電感具有抑製電路狀態變化的特性
，通過電感的連接，可以銷峰填穀，對於有較大電流波動的地對地
，跨接電感可以解決這個問題。

 

4.用0歐姆電阻連接。

 

0歐電阻相當於很窄的電流通路
，能夠有效地限製環路電流
，使噪聲得到抑製。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。

 

7 接地原則：按需接地

 

jiedidemudejuedinglejiedifangshi。tongyangdedianlu，butongdemude，kenengdouyaocaiqubutongdejiedifangshi。zhegeguandianyidingjizhu。birutongyangdedianlu，yongzaibianxieshebeishang，jingdianleijixiefangbudiao，jiedidemudeshididianweijunheng；用在不可移動的設備上，一般會有安全接地措施，對靜電泄放的接地目的是導通阻抗足夠低
，尤其是對於尖峰脈衝的高頻導通阻抗。

 

這裏有幾條經驗可參考

 

1.控製係統宜采用一點接地。

 

一般情況下,高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu)應(ying)就(jiu)近(jin)多(duo)點(dian)接(jie)地(di)

，低(di)頻(pin)電(dian)路(lu)應(ying)一(yi)點(dian)接(jie)地(di)。在(zai)低(di)頻(pin)電(dian)路(lu)中(zhong)，布(bu)線(xian)和(he)元(yuan)件(jian)間(jian)的(de)電(dian)感(gan)並(bing)不(bu)是(shi)什(shen)麼(me)大(da)問(wen)題(ti)，然(ran)而(er)接(jie)地(di)形(xing)成(cheng)的(de)環(huan)路(lu)的(de)幹(gan)擾(rao)影(ying)響(xiang)很(hen)大(da)，因(yin)此(ci)
，常(chang)以(yi)一(yi)點(dian)作(zuo)為(wei)接(jie)地(di)點(dian)；但一點接地不適用於高頻，因為高頻時

，地線上具有電感因而增加了地線阻抗，同時各地線之間又產生電感耦合。一般來說
，頻率在1MHz以下,可用一點接地；高於10MHz時，采用多點接地；在1～10MHz之間可用一點接地，也可用多點接地。

 

 

2.交流地與信號地不能共用。

 

由於在一段電源地線的兩點間會有數mV甚至幾V電壓

，對低電平信號電路來說，這是一個非常重要的幹擾，因此必須加以隔離和防止。

 

3.浮地與接地的比較。

 

全機浮空即係統各個部分與大地浮置起來
，這種方法簡單，但整個係統與大地絕緣電阻不能小於50MΩ。這zhe種zhong方fang法fa具ju有you一yi定ding的de抗kang幹gan擾rao能neng力li，但dan一yi旦dan絕jue緣yuan下xia降jiang就jiu會hui帶dai來lai幹gan擾rao。還hai有you一yi種zhong方fang法fa，就jiu是shi將jiang機ji殼ke接jie地di
，其qi餘yu部bu分fen浮fu空kong。這zhe種zhong方fang法fa抗kang幹gan擾rao能neng力li強qiang，安an全quan可ke靠kao，但dan實shi現xian起qi來lai比bi較jiao複fu雜za。

 

 

4.模擬地。

 

monididejiefashifenzhongyao。weiletigaokanggongmoganraonengli
，duiyumonixinhaokecaiyongpingbifujishu。duiyujutimoniliangxinhaodejiedichuliyaoyangeanzhaocaozuoshouceshangdeyaoqiusheji。

 

5.屏蔽地。

 

在控製係統中為了減少信號中電容耦合噪聲、準(zhun)確(que)檢(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)
，對(dui)信(xin)號(hao)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)措(cuo)施(shi)是(shi)十(shi)分(fen)必(bi)要(yao)的(de)。根(gen)據(ju)屏(ping)蔽(bi)目(mu)的(de)不(bu)同(tong)
，屏(ping)蔽(bi)地(di)的(de)接(jie)法(fa)也(ye)不(bu)一(yi)樣(yang)。電(dian)場(chang)屏(ping)蔽(bi)解(jie)決(jue)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)問(wen)題(ti)
，一(yi)般(ban)接(jie)大(da)地(di)；電磁場屏蔽主要避免雷達
、電台等高頻電磁場輻射幹擾。利用低阻金屬材料高導流而製成，可接大地。磁場屏蔽用以防磁鐵、電機、變壓器、線圈等磁感應，其屏蔽方法是用高導磁材料使磁路閉合
，一般接大地為好。當信號電路是一點接地時

，低頻電纜的屏蔽層也應一點接地。如果電纜的屏蔽層接地點有一個以上時，將產生噪聲電流，形成噪聲幹擾源。

 

8 總結

 

接地首先要明白接地的功能，要實現的目的，最後才到接地方式；所以采取哪種接地方式，要看地是哪類地，這類地的作用目的是什麼，這兩個問題解決了，接地方式則可水到渠成。

來源：  韜略科技EMC，作者：張小林、詹育雲

 

 

推薦閱讀：