概念

接地是指將一個(gè)電路、設(shè)備乃至分系統(tǒng)與一個(gè)基準(zhǔn)“地”電位連接的電氣要求，目的在于提供一個(gè)等電位點(diǎn)或等電位面。接地可以接真正的大地，也可以不接，例如飛機(jī)上的電子電氣設(shè)備接飛機(jī)機(jī)殼就是接地。

接地必須有接地導(dǎo)體和接地平面才能夠完成。

接地平面的含義是廣泛的，對(duì)于接大地的系統(tǒng)，大地就是接地平面；對(duì)于飛機(jī)，那么飛機(jī)的機(jī)殼就是接地平面；對(duì)于有金屬機(jī)殼的設(shè)備，金屬機(jī)殼也可被認(rèn)為是接地平面；PCB板上的地平面也是某種意義上的接地平面。

理想的接地平面是一個(gè)零電位、零阻抗的物理體，可以作為電路中所有信號(hào)的參考點(diǎn)，任何干擾信號(hào)通過都不會(huì)產(chǎn)生電壓降。

接地導(dǎo)體則是電路、設(shè)備或分系統(tǒng)的接地點(diǎn)與接地平面的連接體。對(duì)于接地導(dǎo)體有長(zhǎng)寬比或截面積的要求。

接地的分類

對(duì)接地進(jìn)行分類主要是為了選擇接地導(dǎo)體及其連接方式。

根據(jù)接地電流的不同特性，將接地分為如下幾類：

接地的分類

EMI接地是為EMI電流提供一個(gè)受控通道。關(guān)鍵是在極寬的頻率范圍內(nèi)保持低阻抗。大電流容量并不是EMI接地的主要問題。

放雷接地是提供一條將雷電電流通到大地的受控通道。防雷接地的主要問題是同時(shí)維持低電阻和低電感并且提供充分的瞬態(tài)電流容量。

安全接地主要是為了保護(hù)人身安全。通常將設(shè)備的外殼金屬件直接接地，當(dāng)設(shè)備一旦出現(xiàn)故障時(shí)以確保故障電流流入大地。

電源接地的主要問題是維持低電阻并提供足夠的電流容量。大多數(shù)電源接地不要求低電感。

功能電路接地為信號(hào)提供一個(gè)返回通道。主要目的是限制任何接地通道上出現(xiàn)的多余的電壓降。兩個(gè)關(guān)鍵的策略是：在寬頻帶范圍內(nèi)減少接地阻抗或者限制通過預(yù)先確定的接地通道的接地電流。

按照接地方式又可以分為浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地

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)線隔離開來。這種接地方式的缺點(diǎn)是設(shè)備不與地直接相連，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。

單點(diǎn)接地是指在一個(gè)線路中，只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)。它只適用于工作頻率范圍300kHz以下的低頻設(shè)備系統(tǒng)中。如果系統(tǒng)的工作頻率很高，使接地引線的長(zhǎng)度可以與λ/4(λ為工作波長(zhǎng)）相比擬，此時(shí)接地引線就成為一個(gè)終端短路的傳輸線（反射系數(shù)為-1，終端發(fā)生全反射，且相位相反）；同時(shí)頻率升高使地線阻抗增大，增加了共阻抗耦合。

多點(diǎn)接地是指某一個(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(zhǎng)度最短。它是高頻信號(hào)電路唯一實(shí)用的接地方式。但是采用多點(diǎn)接地后，設(shè)備內(nèi)部就存在許多地線回路，此時(shí)提高接地系統(tǒng)的質(zhì)量十分重要。

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。

接地環(huán)路

接地環(huán)路包含兩個(gè)方面：

1.地線本身構(gòu)成的環(huán)路。封閉環(huán)在外界電磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生電流，因地線上各點(diǎn)的電位都不相同，容易導(dǎo)致共阻抗干擾。在布置地線時(shí)，一定不能布置成封閉的環(huán)路，一定要留開口。

2.電路多點(diǎn)接地并且電路間有信號(hào)聯(lián)系時(shí)構(gòu)成的地環(huán)路，如下圖所示：

地環(huán)路的構(gòu)成（a）單根信號(hào)線的接地環(huán)路（b）雙信號(hào)的接地環(huán)路

如上圖所示，當(dāng)A、B之間存在電位差時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生差模干擾（圖a）或由共模干擾轉(zhuǎn)化而來的差模干擾（圖b），從而影響電路的正常工作。電位差是很容易產(chǎn)生的，當(dāng)有外界強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)；而當(dāng)來自其它電路的返回電流共享電路地線時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生電位差。

抑制地環(huán)路干擾的方法是切斷地環(huán)路：

對(duì)于低頻低速電路，常用的措施有：隔離變壓器、共模扼流圈、光電耦合器

對(duì)于高頻高速電路，多點(diǎn)接地的方式必然會(huì)產(chǎn)生地環(huán)路，需采用接地平面降低地阻抗，以減少接地電壓。

接地設(shè)計(jì)的一般原則

1.模擬電路采用單點(diǎn)接地，以防止共阻抗干擾；

2.數(shù)字電路采用多點(diǎn)接地和接地平面，目的是通過強(qiáng)制方法降低接地路徑的阻抗；

3.單板上模擬電路的地與數(shù)字電路的地單點(diǎn)連接；

4.對(duì)于可能出現(xiàn)較大突變電流的電路，要有單獨(dú)的接地系統(tǒng)，或者單獨(dú)的接地回路，以減少對(duì)其他電路的瞬態(tài)耦合；

5.所有I/O接口的濾波、防護(hù)電路的地應(yīng)該是連接到系統(tǒng)的屏蔽體，并盡可能靠近I/O連接器；

6.系統(tǒng)內(nèi)部的獨(dú)立模塊，如電源盒、顯示模塊等，應(yīng)該安裝在系統(tǒng)的接地平面上，并與接地平面保持良好的搭接；

7.接地設(shè)計(jì)的一般方法是首先劃分系統(tǒng)內(nèi)部的地的種類，給出各自的要求；其次確定相互之間的連接關(guān)系和連接方式與要求；最后畫出系統(tǒng)的接地拓?fù)鋱D，逐一進(jìn)行分析與詳細(xì)設(shè)計(jì)。

審核編輯：劉清