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、屏(ping)蔽(bi)地(di)先(xian)確(que)保(bao)各(ge)自(zi)獨(du)立(li)的(de)單(dan)獨(du)連(lian)接(jie)
，最(zui)後(hou)在(zai)係(xi)統(tong)接(jie)地(di)的(de)時(shi)候(hou)，再(zai)根(gen)據(ju)各(ge)地(di)之(zhi)間(jian)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)，即(ji)根(gen)據(ju)接(jie)地(di)的(de)目(mu)的(de)，將(jiang)這(zhe)幾(ji)個(ge)地(di)按(an)照(zhao)下(xia)列(lie)的(de)之(zhi)間(jian)的(de)聯(lian)接(jie)方(fang)式(shi)處(chu)理(li)
，連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)包(bao)括(kuo)：

 

1.用磁珠連接；

 

磁(ci)珠(zhu)的(de)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)相(xiang)當(dang)於(yu)帶(dai)阻(zu)限(xian)波(bo)器(qi)，隻(zhi)對(dui)某(mou)個(ge)頻(pin)點(dian)的(de)噪(zao)聲(sheng)有(you)顯(xian)著(zhu)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)
，使(shi)用(yong)時(shi)需(xu)要(yao)預(yu)先(xian)估(gu)計(ji)噪(zao)點(dian)頻(pin)率(lv)，以(yi)便(bian)選(xuan)用(yong)適(shi)當(dang)型(xing)號(hao)。對(dui)於(yu)頻(pin)率(lv)不(bu)確(que)定(ding)或(huo)無(wu)法(fa)預(yu)知(zhi)的(de)情(qing)況(kuang)，磁(ci)珠(zhu)不(bu)合(he)。同(tong)時(shi)跨(kua)接(jie)磁(ci)珠(zhu)的(de)地(di)之(zhi)間(jian)一(yi)般(ban)是(shi)有(you)快(kuai)速(su)小(xiao)電(dian)流(liu)波(bo)動(dong)的(de)狀(zhuang)態(tai)，因(yin)為(wei)磁(ci)珠(zhu)會(hui)飽(bao)和(he)
，電(dian)流(liu)太(tai)大(da)了(le)，它(ta)消(xiao)耗(hao)不(bu)了(le)。

 

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。

 

模mo擬ni地di的de接jie法fa十shi分fen重zhong要yao。為wei了le提ti高gao抗kang共gong模mo幹gan擾rao能neng力li，對dui於yu模mo擬ni信xin號hao可ke采cai用yong屏ping蔽bi浮fu技ji術shu。對dui於yu具ju體ti模mo擬ni量liang信xin號hao的de接jie地di處chu理li要yao嚴yan格ge按an照zhao操cao作zuo手shou冊ce上shang的de要yao求qiu設she計ji。

 

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

 

 

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