接地到底是什麼
、有(you)哪(na)些(xie)
？沒(mei)有(you)人(ren)給(gei)出(chu)標(biao)準(zhun)答(da)案(an)。但(dan)是(shi)對(dui)於(yu)做(zuo)產(chan)品(pin)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)而(er)言(yan)
，接(jie)地(di)是(shi)實(shi)實(shi)在(zai)在(zai)擺(bai)在(zai)眼(yan)前(qian)的(de)問(wen)題(ti)，是(shi)不(bu)可(ke)回(hui)避(bi)的(de)技(ji)術(shu)。借(jie)此(ci)機(ji)會(hui)
，鑒(jian)於(yu)個(ge)人(ren)理(li)解(jie)，就(jiu)來(lai)個(ge)接(jie)地(di)漫(man)談(tan)。

第一個問題：接地首先要解決的是係統觀。

“PCB+接口+處理平台+結構”這是最基本的硬件係統，而硬件係統是產品的根本。接地在每個環節中都至關重要。如果你的接地觀僅限於PCB板級接地，那麼你就OUT了。除非你的PCB板不與其他模塊連接，你的產品不是用來使用的，而是放到陳列室的！

第二個部分：從接地技術分類和機理講起，從接地的目的到接地的手段。

接地從大的方麵主要是分為保護接地和工作接地兩種：保護接地主要是保護設備和人身安全而設置的

，比如防雷地和設備外殼的保護地；工作地是針對設備正常工作或者進一步的上升為良好工作所設置的接地，主要包括模擬地、數字地
、功率地、屏蔽接地
、防靜電接地等。這種分類也是從目的出發：保護和電磁兼容。 防雷接地：進一步的分為直擊雷接地（俗話就是避雷針

，專業叫引雷器）和感應雷（專業叫雷擊電磁脈衝）接jie地di。烏wu雲yun密mi布bu的de天tian，風feng湧yong雲yun動dong的de，總zong有you摩mo擦ca生sheng電dian
，然ran後hou合he久jiu必bi分fen的de雲yun塊kuai們men帶dai著zhe電dian荷he再zai弱ruo弱ruo聯lian合he，形xing成cheng大da的de帶dai電dian體ti，而er大da地di則ze是shi具ju有you無wu限xian容rong量liang負fu電dian荷he的de海hai洋yang（用即成現象地球自轉+地磁南北極就判斷了）
，在靜電引力的作用下，大的帶電雲塊
，會使對應地表感應出大量電荷
，而大地上的電荷分布存在尖端效應
，（即良導體表麵曲率相關的電荷分布）。在避雷針的針尖部分電場強度就會很大，而陰雨天氣的空氣擊穿場強是比較低的，隨著電荷的不斷累積-感應-針尖場強進一步增強-達da到dao空kong氣qi擊ji穿chuan場chang強qiang，這zhe時shi針zhen尖jian到dao雲yun塊kuai之zhi間jian的de空kong氣qi氣qi道dao就jiu會hui被bei電dian離li擊ji穿chuan形xing成cheng通tong道dao
，進jin而er泄xie放fang電dian荷he到dao大da地di或huo者zhe到dao雲yun塊kuai
，電dian荷he中zhong和he後hou
，恢hui複fu平ping靜jing。泄xie放fang電dian荷he的de同tong時shi伴ban隨sui聲sheng光guang熱re現xian象xiang，我wo們men就jiu看kan到dao閃shan電dian聽ting到dao打da雷lei聲sheng了le

，在zai這zhe種zhong高gao頻pin雷lei電dian流liu泄xie放fang的de同tong時shi，在zai電dian生sheng磁ci的de磁ci生sheng電dian的de機ji理li下xia，就jiu同tong時shi伴ban隨sui各ge種zhong雷lei擊ji電dian磁ci脈mai衝chong的de發fa生sheng。這zhe樣yang接jie地di防fang護hu就jiu必bi須xu要yao加jia一yi級ji感gan應ying雷lei接jie地di了le，這zhe種zhong接jie地di在zai形xing式shi上shang就jiu是shi端duan口kou各ge種zhong箝qian位wei保bao護hu器qi件jian到dao地di以yi及ji機ji殼ke接jie地di的de等deng電dian位wei連lian接jie。

相關資料下載：工程師分享：《良好接地原則》 [page]
ranergongzuojiedijiumingxianyushangwenbutong
，doushizhenduixinhaohuozhezaoshengde，wangwangdoushidifuzhide，yibanbushejirenshenheshebeianquan。ergengduoguanzhudiancijianrongfangmiandeshejixuqiu。

參考《良好接地指導原則》關於工作接地的定義，就要改寫成：工作電流的返回路徑。信號分為DC和AC，返回路徑是信號在現有物理條件下
，按照信號“自身特征參數”自主選擇出來的。既然這樣，我們能做的就是在一定程度上去預期設計物理條件。有一點需要強調的是：狗急了會跳牆，兔子急了會咬人，千萬千萬要給信號回流留出通路，不然你會發現你的產品無論EMS還是EMI都(dou)是(shi)嚴(yan)重(zhong)超(chao)標(biao)的(de)。設(she)備(bei)能(neng)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)
，就(jiu)隻(zhi)能(neng)看(kan)自(zi)己(ji)的(de)造(zao)化(hua)了(le)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)要(yao)求(qiu)我(wo)們(men)在(zai)想(xiang)要(yao)割(ge)地(di)的(de)時(shi)候(hou)，一(yi)定(ding)想(xiang)好(hao)有(you)沒(mei)有(you)給(gei)信(xin)號(hao)返(fan)回(hui)留(liu)出(chu)哪(na)怕(pa)一(yi)丁(ding)點(dian)兒(er)的(de)路(lu)徑(jing)。

工作地中的模擬地、數字地

、功率地都可以歸為板級接地，這裏主要提到PCB布局。

我崇尚的設計理念是能清楚預測和控製路徑的就人為分區加分割，不能清楚預測的就全部完整地平麵，隻分區不分割；當然實際工作中
，產品是多個模塊的，所以二者結合居多。

附件文中提到的直流返回路徑和交流返回路徑

，二者都是走符合自身要求的最低阻抗路徑返回：jizhiliuzouzuiduandaodaluxian，jiaoliuzouzuixiaomianjilujing
，xuyaoqiangtiaodeshi
，zhelimianjishizhiquxianghehuixiangsuoxingchengdemianji，wangwangshizhidianlubanjiemianxiangguandemianji。
[page]
首先以模數混合設計舉例，最典型的就是ADC的接地方式了。附件講的很全麵
，這裏主要重複說明一些內容。
如上圖所示，《良好接地指導原則》中很明確地指出“AGND和DGND需在外部短接連接至低阻抗地”。

“將芯片焊盤連接到封裝引腳難免產生線焊電感和電阻”
，這裏指A、B兩點焊盤到外圍引腳的阻抗
，這是IC設計人員想方設法要做到最低的，但工藝隻能這個樣子。

“有人問為什麼不在內部做好短接工作呢？”文中大概提到是為了為了防止進一步耦合

；怎(zen)麼(me)理(li)解(jie)這(zhe)一(yi)句(ju)
？大(da)概(gai)是(shi)說(shuo)為(wei)了(le)降(jiang)低(di)公(gong)共(gong)阻(zu)抗(kang)部(bu)分(fen)的(de)耦(ou)合(he)，進(jin)而(er)減(jian)少(shao)模(mo)擬(ni)部(bu)分(fen)因(yin)公(gong)共(gong)阻(zu)抗(kang)耦(ou)合(he)到(dao)的(de)數(shu)字(zi)噪(zao)聲(sheng)的(de)意(yi)思(si)，所(suo)以(yi)一(yi)般(ban)廠(chang)家(jia)都(dou)不(bu)會(hui)在(zai)內(nei)部(bu)短(duan)接(jie)AGND和DGND，而是留到外部盡量構成星型接地。

快速變化的數字電流在B點產生電壓，且必然會通過雜散電容CSTRAY耦合至模擬電路的A點”:針對低負載（BUFFER負載）的數字部分
，ID由後級回路阻抗決定，VB由ID和ZP（由RP
、LP構成）決定，數字耦合到模擬的噪聲電壓VNA=ZP/ZP+ZC“將DGND連接到數字接地層會在AGND和DGND引腳兩端施加VNOISE
，帶來嚴重問題！”這裏的VNOISE是指整個AGND平麵與整個DGND平麵之間的噪聲。這裏想表達的是如果同一個芯片的2個接地引腳跨接在兩個接地平麵上會引發的問題。當然這裏隻是針對這種小數字電流的ADC。

像這種ADC接地布局一般在模擬和數字電源端相互隔離去耦，在接地端保證低阻連接並接模擬地。

屏蔽接地：一(yi)般(ban)我(wo)們(men)把(ba)屏(ping)蔽(bi)分(fen)為(wei)兩(liang)種(zhong)，一(yi)種(zhong)是(shi)磁(ci)場(chang)屏(ping)蔽(bi)，這(zhe)時(shi)，我(wo)們(men)不(bu)太(tai)關(guan)注(zhu)是(shi)否(fou)真(zhen)的(de)要(yao)接(jie)地(di)，我(wo)們(men)隻(zhi)關(guan)注(zhu)磁(ci)場(chang)對(dui)屏(ping)蔽(bi)後(hou)方(fang)的(de)均(jun)勻(yun)程(cheng)度(du)，也(ye)即(ji)是(shi)否(fou)會(hui)變(bian)成(cheng)差(cha)模(mo)的(de)幹(gan)擾(rao)

；另一種是電場屏蔽，也是基於靜電屏蔽原理，這裏我們一般要求必須接地；總體上，這段話提到的接地都是指信號返回路徑的地（即噪聲要返回到噪聲源的途徑）
，而並非一定要接到地球。

jiangdaopingbijiedi

，jiuxiangdaoshenghuozhongzuiputongdetaishidiannao。diannaojixiangzhuyaoyongzhechengzhonggoujiahepingbide，xiatiantianqire，gebotuidouluoluzhe
，ouerpengdaodiannaojixiang

，mengdiyixiabeidiandao。zheyangdejingliniyoumeiyou？？

電腦機殼電人，到底是一種什麼現象，是靜電？是漏電
？

我給出的答案是：大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)是(shi)漏(lou)電(dian)
，而(er)非(fei)靜(jing)電(dian)。這(zhe)和(he)你(ni)家(jia)牆(qiang)插(cha)有(you)沒(mei)有(you)真(zhen)正(zheng)的(de)地(di)線(xian)有(you)關(guan)。當(dang)牆(qiang)插(cha)沒(mei)有(you)地(di)線(xian)時(shi)

，而(er)你(ni)的(de)電(dian)腦(nao)主(zhu)機(ji)和(he)電(dian)源(yuan)都(dou)是(shi)正(zheng)品(pin)的(de)時(shi)候(hou)，往(wang)往(wang)你(ni)會(hui)被(bei)不(bu)停(ting)地(di)電(dian)一(yi)下(xia)的(de)！
[page]
在主機內部電源一般都是開關電源，為了保證EMC各項指標合格（安規測試）

，一般正規廠家都會在交流輸入級加入線路濾波器見下圖，其中C1、C2為共模電容也叫Y電容，C3為差模電容也叫X電容。此電源濾波器目的是解決供電設備EMS和EMI問題而設立的
，但是它的存在勢必引入人身安全隱患。所以這類電容必須從耐壓、漏電流、到失效效果上被特殊製作
，被稱為安規電容。這個電路也是保護地、噪聲返回路徑結合的一個例子。
LNG分別對應牆插的火線零線和地線
，同時機箱也是和G相連接的。常規市電供電
，火線L對大地大概220V電壓
，這個和牆插有沒有接地無關。當牆插沒接地線時，也就是說機殼未接地，那麼L對G(機殼)就會呈現110V左右電壓
，G(機殼)對N(即大地，基於TN-S、TN-C-S供電係統)呈現110V電壓
，這也就是我們用測電筆點在電腦機殼上
，筆會一直亮著的原因。當你碰到機箱的一瞬間，那麼漏電流就會通過L到C1到人體到大地再到N形成回路。當然這個電流也是瞬間的，畢竟人體阻抗是很低的，人體接觸後會與C2並聯，打破原來C1、C2的分壓值，進而拉低機殼電位，也就是說瞬間被電後就沒什麼感覺了
，當然你手拿開後再次觸摸機殼還是會被電一下的。

上麵提到了安規，就規定了這個Y電容必須有足夠高的耐壓，足夠小的漏電流，即足夠小的容值
，從而保證漏電流不至於威脅到人身安全。

通過上麵的分析

，大概知道，當自己碰到這樣的電腦機箱，很可能說明自己買到的是正品
，是針對安規進行設計過的！但也不要忘了
，盡量給他來個接地（球）的線，不然
，就會經常被電的！

防靜電接地：摩擦

、感應和傳導都會都會產生靜電，針對不同應用場合，靜電防護的方式也不同
，比如有的可以直接接地
；有的可以高阻接地，比如機房常用的防靜電地板；還有的直接懸空，利用尖端釋放電荷
，比如無線防靜電環。

這裏指針對常見的防靜電措施說一下，通常防靜電想達到的目的是：
①要限製靜電的積累，隨著靜電荷的積累
，勢必產生越來越高的電壓
，對人和設備都是安全隱患；
②不能存在大的泄放電流；

這樣就需要一個平衡度的掌握，既想放掉又不至於放的太快。所以一般都是高阻接地的；比如防靜電工作台和防靜電地板。
[page]
做產品的無論是固定式

、便攜式還是手持式的設備
，一般都麵臨防浪湧保護接地、靜電防護接地
、屏蔽外殼接地、板級接地等設計；外殼和PCB板的工作地之間的連接關係，往往很重要。那麼這兩種地的連接方式無非是“不連”
、“短接”、“阻抗相連”三san類lei情qing況kuang。這zhe裏li主zhu要yao考kao慮lv設she備bei接jie地di無wu論lun前qian後hou都dou是shi和he電dian源yuan繞rao不bu開kai的de，無wu論lun保bao護hu接jie地di還hai是shi工gong作zuo接jie地di。下xia麵mian僅jin針zhen對dui隔ge離li型xing開kai關guan電dian源yuan供gong電dian設she備bei進jin行xing接jie地di分fen析xi（無論是DC-D還是AC-DC
，其抗幹擾分析是一致的）。
上圖是隔離型AC-DC開關電源原理簡圖，其中Cs為變壓器初次級之間的雜散電容，C1為保護地和熱地之間的安規電容，C4為工作地與保護地（機殼地）之間的安規電容。最前端的三豎線符號的是保護地，中間倒三角符號的是熱地，最後三橫線符號的是負載設備的工作地。

首先我們分析這幾個電容的必要性
，也就是作用。開關電源最大優點是效率高，最大的缺點就是紋波噪聲大；那麼分析這三個電容就從開關噪聲回路開始。
開關噪聲是開關管在飽和和截止瞬間能量轉換問題引發的衰減振蕩噪聲，這類噪聲的頻率可以預測，幅值可以通過RCD吸收等方式吸收一部分
，但傳導幹擾本省還是比較嚴重的
，尤其針對模擬微弱信號處理的負載板。

這種噪聲傳導必然通過隔離變壓器的雜散電容CS耦合到次級，那麼我們在尋找開關噪聲的返回路徑時發現，如果沒有C1,噪聲勢必會通過L-N回路返回
，並汙染電網，造成對外電磁輻射超標。同時向後，通過雜散電容CS耦合到次級板級供電處，必然也有一條返回路徑C4的(de)存(cun)在(zai)，才(cai)能(neng)保(bao)證(zheng)噪(zao)聲(sheng)對(dui)後(hou)級(ji)負(fu)載(zai)影(ying)響(xiang)盡(jin)量(liang)降(jiang)低(di)。其(qi)實(shi)這(zhe)種(zhong)通(tong)過(guo)電(dian)容(rong)連(lian)接(jie)的(de)方(fang)式(shi)我(wo)們(men)也(ye)叫(jiao)做(zuo)高(gao)頻(pin)接(jie)地(di)或(huo)浮(fu)地(di)設(she)計(ji)，這(zhe)種(zhong)接(jie)地(di)對(dui)低(di)頻(pin)而(er)言(yan)是(shi)浮(fu)置(zhi)的(de)。當(dang)然(ran)如(ru)果(guo)不(bu)接(jie)電(dian)容(rong)，EMC各項指標都沒法保證的。

以上高頻接地依然存在一個靜電防護問題
，就是當PCB負載為浮地設計時，可能會有靜電積累，那麼勢必會使C4右(you)端(duan)電(dian)勢(shi)不(bu)斷(duan)抬(tai)高(gao)
，這(zhe)樣(yang)的(de)靜(jing)電(dian)隱(yin)患(huan)必(bi)須(xu)解(jie)決(jue)
，不(bu)然(ran)對(dui)設(she)備(bei)是(shi)很(hen)大(da)的(de)威(wei)脅(xie)。方(fang)法(fa)是(shi)有(you)的(de)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)衍(yan)生(sheng)出(chu)高(gao)頻(pin)加(jia)靜(jing)電(dian)釋(shi)放(fang)接(jie)地(di)方(fang)式(shi)
，也(ye)就(jiu)是(shi)將(jiang)電(dian)容(rong)C4並聯一個釋放電阻一般選擇兆歐級或者壓敏器件。

以上說明了PCB的工作地和外殼地的兩種連接方式---通過電容進行連接或者阻容進行連接以及它們的作用
；那如果直接把PCB的工作地直接和保護地（外殼）進行短接，會有什麼問題呢？要分情況了：如果保護地很“幹淨”，這種方法很實用
；如果保護地很“雜亂”，namezuizhijiedeyinhuanjiushidadishangdehenduoganrao，tongshidouyoukenengtongguozhezhongzhijiechuandaofangshijinrudianluban，tongguogongmozhuanchamodefangshi
，jinerganraodianlubanshangdezhengchangxinhao。dangranhaicunzaidipinjiedi、高頻懸浮的方式連接二者，比如PCBtongguodianganlianjiewaikejiedi。zongzhi，jiedishiyindizhiyide，yaokaolvshijiyingyongchangsuo
，qingchuzijijiedidemude，ranhouzhidaozijiyongheshijiedifangshilaichulizijidexitong
，dadaoanquanhediancijianrongdeshuangzhongxiaoguo。zheyangshejichulaidechanpinjiedicaishihegede！

相關閱讀：
EMC接地的概念與分類
http://www.0-fzl.cn/emc-art/80020981
工程師分享：良好接地指導原則
http://www.0-fzl.cn/gptech-dl/1149