关于PCB工程师，正确的“接地”方法

geren2014

接地可视为所有PCB的设计的基础，而在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。

如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。

什么是“地”？

电子设备的“地”通常有两种含义：

1、一种是“大地”（安全地），“接大地”就是以地球的电位为基准，并以大地作为零电位，把电子设备的金属外壳、电路基准点与大地相连接。

2、另一种是“系统基准地”（信号地），接地就是指在系统与某个电位基准面之间建立低阻的导电通路。

接地的目的

1、接地可使我们的电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考0电位，也就是各个电路之间没有电位差，保证电路系统能稳定的工作；

2、防止外部的电磁干扰。比如机壳接地；为瞬态干扰（ESD）提供了泄放通道；也可使因静电感应而累积在机壳上的大量电荷通过大地泄放；如果电路有使用屏蔽罩或电路的屏蔽体，选择合适的接地，就能获得更好的屏蔽效果！

3、保证安全工作。当发生雷电（Surge）的电磁感应时，可避免电子设备损坏；

接地的分类

如果不考虑安全接地，仅从电路参考点的角度考虑，接地可分为悬浮地、单点接地、多点接地和混合接地。

1、悬浮地的目的是将电路或设备与公共地或可能引起环流的公共导线隔离开。这种接地方式的缺点是设备不与大地直接相连，容易产生静电积累，并最终发生具有强大放电电流的静电击穿现象。通常采取的办法是在设备与大地之间接进一个阻值很大的电阻，以消除静电积累。

2、单点接地是指在一个电路中，只有一个物理点被定义为接地参考点。

3、多点接地是指某个系统中，各个接地点都接到距离它最近的接地平面上，以使接地引线长度最短。它是高频信号电路唯一实用的接地方式。

4、混合接地就是单点接地和多点接地的组合，适用的工作频率范围一般为500kHz～30MHz。

在计算机控制系统中，大致又分为以下几种地线：模拟地、数字地、信号地、系统地、交流地和保护地。

PCB接地设计

在PCB地线设计中应注意以下几点：

01. 正确选择单点接地与多点接地

在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用单点接地。

当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。

当工作频率在1～10MHz之间时，如果采用单点接地，其地线长度不得超过波长的1/20，否则应采用多点接地方式。

02. 将数字电路与模拟电路分开

电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。

03. 尽量加粗接地线

若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。

因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可能，接地线的宽度应大于3mm。

04. 将接地线构成闭环路

设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。

其原因在于：印制电路板上有很多集成电路组件，尤其遇有耗电多的组件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地结构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。