詳細介紹三種常用接地方法

眾所周知，良好的EMC設(shè)計離不開優(yōu)秀的接地，本文詳細介紹三種常用接地方法。

一、地的分割與匯接

接地是抑制電磁干擾、提高電子設(shè)備EMC性能的重要手段之一。正確的接地既能提高產(chǎn)品抑制電磁干擾的能力，又能減少產(chǎn)品對外的EMI發(fā)射。

二、接地的含義

電子設(shè)備的“地”通常有兩種含義：一種是“大地”（安全地），另一種是“系統(tǒng)基準地”（信號地）。接地就是指在系統(tǒng)與某個電位基準面之間建立低阻的導(dǎo)電通路?！敖哟蟮亍本褪且缘厍虻碾娢粸榛鶞剩⒁源蟮刈鳛榱汶娢?，把電子設(shè)備的金屬外殼、電路基準點與大地相連接。把接地平面與大地連接，往往是出于以下考慮： 1）提高設(shè)備電路系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性； 2）靜電泄放； 3）為工作人員提供安全保障。

三、接地的目的

1）安全考慮，即保護接地； 2）為信號電壓提供一個穩(wěn)定的零電位參考點（信號地或系統(tǒng)地）； 3）屏蔽接地。

四、常見三種接地方法

1、單點接地

單點接地，顧名思義，就是把電路中所有回路都接到一個單一的，相同的參考電位點上。 單點接地可以分為“串聯(lián)接地”和“并聯(lián)接地”兩種方式。串聯(lián)單點接地的方式簡單，但是存在共同地線的原因，導(dǎo)致存在公共地線阻抗，如果此時串聯(lián)在一起的是功率相差很大的電路，那么互相干擾就非常嚴重。并聯(lián)單點接地的方式可以避免公共地線耦合的因素，但是每部分電路都需要引地線到接地點上，需要的地線就過多，不實用。 所以，在實際應(yīng)用時，可以采用串聯(lián)和并聯(lián)混合的單點接地方式。在畫PCB板時，把互相不易干擾的電路放一層，把互相容易發(fā)生干擾的電路放不同層，再把不同層的地并聯(lián)接地。如下圖所示。

單點接地在高頻電路里面，因為地線長，地線的阻抗是永遠避免不了的因素，所以并不適用，那怎么辦呢？下面再介紹“多點接地”。

2、多點接地

當(dāng)電路工作頻率較高時，想象一下高頻信號在沿著地線傳播時，所到之處影響周邊電路會有多么嚴重，因此所有電路就要就近接到地上，地線要求最短，多點接地就產(chǎn)生了。多點接地，其目的是為了降低地線的阻抗，在高頻(f 一定的條件下)電路中，要降低阻抗，主要從兩個方面去考慮，一是減小地線電阻，二是減小地線感抗。 a.減小地線導(dǎo)體電阻，從電阻與橫截面的關(guān)系公式中我們知道，要增加地線導(dǎo)通的橫截面積。但是在高頻環(huán)境中，存在一種高頻電流的趨膚效應(yīng)(也叫集膚效應(yīng))，高頻電流會在導(dǎo)體表面通過，所以單純增大地線導(dǎo)體的橫截面積往往作用不大?？梢钥紤]在導(dǎo)體表面鍍銀，因為銀的導(dǎo)電性較其他導(dǎo)電物質(zhì)優(yōu)秀，故而會降低導(dǎo)體電阻。 b.減小地線的感抗，最好的方法就是增大地線的面積。在實際應(yīng)用時，地線短，地面積大，抗干擾的效果就會更好。 寫到這里時，可能有人會問，如何才算是高頻電路？“通常1MHZ以下算低頻電路，可以采用單點接地，10MHZ以上算高頻電路，可以采用多點接地的方式”，1MHZ和10MHZ時，如果最長地線不超過波長的1/20，可以單點接地，否則多點接地。如圖所示：

3、混合接地

如圖所示，通過圖來分析。

上圖中的第一種結(jié)構(gòu)，假定工作在低頻電路中，根據(jù)容抗Zc = 1/2πfc可知，容抗在低頻環(huán)境下很大，而高頻環(huán)境下很小。那么地線在低頻時是斷開的，在受到高頻干擾時接近導(dǎo)通。如此接法可以有效避開地線環(huán)路的干擾影響。 上圖中的第二種結(jié)構(gòu)，假定工作在高頻電路中，根據(jù)感抗Zl = 2πfl可知，感抗在低頻環(huán)境下很小，而高頻環(huán)境下很大。那么地線在低頻時是類似導(dǎo)通的，在受到高頻干擾時是斷開。如此接法可以有效避開地環(huán)路電流的影響。 綜述，在實際應(yīng)用中，電路根據(jù)工作環(huán)境采用合適的接地方式可以有效避開干擾信號，達到電路的最優(yōu)效果，混合接地會是個好選擇！

五、總結(jié)

對于接地的一般選取原則如下： 1）低頻電路（<1mhz），建議采用單點接地； 2）高頻電路（>10MHZ），建議采用多點接地； 3）高低頻混合電路，混合接地。

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