淺談電子技術中的“地”

　　“地”是電子技術中一個很重要的概驗。由于“地”的分類與作用有多種，初學者往往容易混淆。這里就這個問題進行一些討論。

　　地的分類與作用；

　　1. 信號“地”；

　　信號“地”又稱參考“地”，就是零電位的參考點，也是構成電路信號回路的公共段，圖形符號“⊥”。

　　1） 直流地：直流電路“地”，零電位參考點。

　　2） 交流地：交流電的零線。應與地線區別開。

　　3） 功率地：大電流網絡器件、功放器件的零電位參考點。

　　4） 模擬地：放大器、采樣保持器、A/D 轉換器和比較器的零電位參考點。

　　5） 數字地：也叫邏輯地，是數字電路的零電位參考點。

　　6） “熱地”：開關電源無需使用變壓器，其開關電路的“地”和市電電網有關，既所謂的

　　“熱地”，它是帶電的，圖形符號為：“ ”。

　　7） “冷地”：由于開關電源的高頻變壓器將輸入、輸出端隔離；又由于其反饋電路常用光電耦合、既能傳送反饋信號又將雙方的“地”隔離；所以輸出端的地稱之為“冷地”，它不帶電。圖形符號為“⊥”。

　　2. 保護“地”；

　　保護“地”是為了保護人員安全而設置的一種接線方式。保護“地”線一端接用電器，另一端與大地作可靠連接。

　　1. 數字地和模擬地應分開；

　　在高要求電路中，數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，僅在系統一點上把兩種“地”連接起來。

　　2. 浮地與接地；

　　系統浮地，是將系統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。

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　　（1） 控制系統宜采用一點接地。一般情況下，高頻電路（數字電路含有多種高頻分

　　量）應就近多點接地，低頻電路應一點接地。在低頻電路中，布線和元件間的電感并不是什么大問題，然而接地形成的環路的干擾影響很大，因此，常以一點作為接地點；但一點接地不適用于高頻，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；高于 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。由于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干擾，因此必須加以隔離和防止。

　　（3） 浮地與接地的比較。全機浮空即系統各個部分與大地浮置起來，這種方法簡單，但整個系統與大地絕緣電阻不能小于 50MΩ 。這種方法具有一定的抗干擾能力，但一旦絕緣下降就會帶來干擾。還有一種方法，就是將機殼接地，其余部分浮空。這種方法抗干擾能力強，安全可靠，但實現起來比較復雜。

　　（4） 模擬地。模擬地的接法十分重要。為了提高抗共模干擾能力，對于模擬信號可采用屏蔽浮技術。對于具體模擬量信號的接地處理要嚴格按照操作手冊上的要求設計。（原則上是電流形成回路面積最小）