地線(xiàn)設計及機殼地與數字地、模擬地的關(guān)系

　　在電子設備中，接地是抑制噪聲的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結合起來(lái)使用，可解決大部分噪聲問(wèn)題。電子設備中地線(xiàn)結構大致分為-系統地，機殼地(屏蔽地)，數字地(邏輯地)和電源模擬地等。在地線(xiàn)設計中應注意以下幾點(diǎn)：

　　A. 正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地

　　在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz，它的布線(xiàn)和組件間的電感影響較小，而接地 電路形成的環(huán)流對噪聲影響較大，因而應采用一點(diǎn)接地。

　　當信號工作頻率大于10MHz時(shí)，地線(xiàn)阻抗變得很大，此時(shí)應盡量降低地線(xiàn)阻抗，應采用就 近多點(diǎn)接地。

　　當工作頻率在1～10MHz時(shí)，如果采用一點(diǎn)接地，其地線(xiàn)長(cháng)度不應超過(guò)波長(cháng)的 1/20，否則 應采用多點(diǎn)接地法。

　　B. 將數字電路與電源模擬電路分開(kāi)

　　如果電路板上有高速邏輯電路，又有線(xiàn)性模擬電路，應使它們盡量分開(kāi)，而兩者的地線(xiàn)不要相混，分別與電源端地線(xiàn)相連(???)。要盡量加大線(xiàn)性電路的接地面積。

　　C. 盡量加粗接地線(xiàn)

　　若接地線(xiàn)很細，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設備的定時(shí)信號電平不穩，抗噪聲性能變壞。因此應將接地線(xiàn)盡量加粗，使它能通過(guò)三位于印刷電路板的允許電流。如有可能，接地線(xiàn)的寬度應大于3mm.

　　D. 將接地線(xiàn)構成死循環(huán)路

　　設計只由數字電路組成的印刷電路板的地線(xiàn)系統時(shí)，將接地線(xiàn)做成死循環(huán)路可以明顯的提高 抗噪聲能力。

　　其原因在于：印刷電路板上有很多集成電路組件，尤其遇有耗電多的組件時(shí)，因受接地線(xiàn)粗細的限制，會(huì )在地結上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結構成環(huán)路，則會(huì )縮小電位差值，提高電子設備的抗噪聲能力。

　　這是幾個(gè)不同的問(wèn)題：模擬地和數字地，顧名思意也就是模擬電路和數字電路接地。

　　1. 數字地和模擬地應分開(kāi);

　　在高要求電路中，數字地與模擬地必需分開(kāi)。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(kāi)，僅在系統一點(diǎn)上把兩種“地”連接起來(lái)。

　　2.浮地與接地;

　　系統浮地，是將系統電路的各部分的地線(xiàn)浮置起來(lái)，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(huì )帶來(lái)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(diǎn)接地;

　　在低頻電路中，布線(xiàn)和元件之間不會(huì )產(chǎn)生太大影響。通常頻率小于 1MHz的電路，采用一點(diǎn)接地。

　　4.多點(diǎn)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(diǎn)接地。

　　如果把模擬地和數字地大面積直接相連，會(huì )導致互相干擾。不短接又不妥，理由如上有四種 方法解決此問(wèn)題∶

　　1、用磁珠連接;

　　2、用電容連接;

　　3、用電感連接;

　　4、用 0歐姆電阻連 接。

　　磁珠的等效電路相當于帶阻限波器，只對某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著(zhù)抑制作用，使用時(shí)需要預先 估計噪點(diǎn)頻率，以便選用適當型號。對于頻率不確定或無(wú)法預知的情況，磁珠不合。

　　電容隔直通交，造成浮地。

　　電感體積大，雜散參數多，不穩定。

　　0歐電阻相當于很窄的電流通路，能夠有效地限制環(huán)路電流，使噪聲得到抑制。電阻在所有 頻帶上都有衰減作用(0歐電阻也有阻抗)，這點(diǎn)比磁珠強。

　　另，連接模擬地和數字地，用0歐姆電阻屬于單點(diǎn)連接，適合低頻弱流。用電容不好，隔絕直流，容易造成浮地，產(chǎn)生靜電高壓。

　　下面再說(shuō)說(shuō)機殼地與數字地，模擬地的關(guān)系：

　　一般機殼地接交流供電電源的地線(xiàn)(不是零線(xiàn))，目的是為了防止操作人員觸電(機殼與大 地、人體等電位)。

　　機殼地一般可和設備的電源地連接在一起，但是： 數字電路、模擬電路的工作地原則上嚴禁與設備的電源地直接連接!原因為設備本身發(fā)生漏

　　電或遭遇強電磁場(chǎng)干擾時(shí)，數字電路、模擬電路會(huì )受此噪聲干擾導致錯誤動(dòng)作，嚴重的會(huì )導 致機器毀損!!!

　　主要因為數字電路、模擬電路的工作電平一般為 3.3-15.5V(15.5V一般用于 232接口通訊 的最高電平);而通常電源回路的電平一般在市電范圍(AC220V±10%)，遠遠大于數字電路、 模擬電路的工作電平。尤其市電本身可遭遇雷擊、錯相、高壓擊穿等故障更可導致其瞬時(shí)電 平遠遠大于其正常電平(最高可達22倍)。因此為確保安全一般數字電路、模擬電路的工作 地均會(huì )與設備的電源地、機殼等隔離或者采用不同的接地系統。

　　順便說(shuō)一點(diǎn)：目前的電磁**攻擊就是通過(guò)在設備所處的空間發(fā)散高頻、高幅的電磁場(chǎng)而引 起設備的數字電路、模擬電路等核心工作電路部分的元器件發(fā)生損壞而達到目的!

　　把幾個(gè)地接在一起就是你說(shuō)的系統地。一般是把地分成初級與次級兩個(gè)地，地之間可以通過(guò) 電阻、電容相連，初級電路的高、低壓之間和初、次級電路間嚴格保證安規間距要求。機殼 地為初級，而數字地為次級。安裝孔焊盤(pán)上可以分布8個(gè)小孔呀，有時(shí)叫它星月焊盤(pán)。

　　如果有網(wǎng)口，出戶(hù)，安規與EMC要求嚴格的話(huà)，一般會(huì )加防護電路。

　　最好分成初級與次級兩個(gè)地，地之間可以通過(guò)電阻、電容相連初級電路的高、低壓之間和初、次級電路間嚴格保證安規間距要求。

　　機殼地為初級，而數字地為次級。

　　安裝孔焊盤(pán)上可以分布8個(gè)小孔呀，有時(shí)叫它星月焊盤(pán)。

　　把所有地都短接在一起中心孔非金屬化(不然就成了大面積連接，因為中心孔很大);用焊盤(pán)上均勻分布的8個(gè)金屬化小孔多點(diǎn)連接數字地，限制噪聲，提供大電流通路;焊盤(pán)可做成馬蹄型，以便留出膨脹空間。