01接地方式
接地可分为浮地、单点接地、多点接地、混合接地四种。
1. 浮地
(1) 目的:将电路或设备与可能导致公共接地产生环流的公共电线隔离。浮地也使得不同电位的电路之间的配合更加容易。
(2)缺点:静电容易积累,引起强烈的静电放电。
(3) 妥协:连接一个泄放电阻。
2、单点接地
(1)方法:只定义电路中的一个物理点作为接地参考点,所有需要接地的东西都连接到这里。
(2)缺点:不适合高频应用。
3、多点接地
(1)方法:将所有需要接地的点直接连接到距离其最近的接地平面,使接地线的长度最短。
(2)缺点:维护麻烦。
4.混合接地
方法:根据需要采用单点或多点接地。
PCB中的大面积覆铜接地实际上就是多点接地,因此单面PCB也可以实现多点接地。大多数多层PCB都是高速电路。添加接地层可以有效提高PCB的电磁兼容性,是提高信号抗干扰的基本手段。
02 常用接地线详细建议
1、单点接地
单点接地注意事项:
(1)不要在大功率和小功率电路混合的系统中使用,因为大功率电路中的接地电流会影响小功率电路的正常工作。
(2) 最敏感的电路应放置在电位最稳定的A 点。解决单点接地缺点的方法是并联单点接地。然而,并联单点接地需要更多的电线。实际中可采用串并联混合接地。
2、串联单点与并联单点混合接地
防范措施:
(1)根据电路的特点进行分组。将不太可能相互干扰的电路放置在同一组中,将容易相互干扰的电路放置在不同组中。
(2)每组均采用串联单点接地,以获得最简单的地线结构;不同组接地采用并联单点接地,避免相互干扰。
此方法的关键是:切勿允许功率水平相差很大的电路或噪声水平相差很大的电路共用一根地线。这些不同的接地只能连接在一点上。
3、多点接地
防范措施:
(1)为了减小接地电感,高频电路和数字电路中常采用多点接地。
在多点接地系统中,每个电路都连接到最近的低阻抗接地平面,例如底盘。电路的地线应尽可能短,以减少电感。在频率非常高的系统中,地线通常控制在几毫米以内。
(2)多点接地时容易出现常见的阻抗耦合问题。
在低频情况下,可以通过单点接地来解决这个问题。但在高频时,只能通过降低地阻抗(降低公共阻抗)来解决。由于集肤效应,电流仅在导体表面流动,因此增加导体的厚度并不会降低导体的电阻。在导体表面放置银可以降低导体的电阻。 (3)一般1MHz以下时,可采用单点接地; 10MHz以上时,可采用多点接地;在1MHz到10MHz之间,如果最长的接地线不超过波长的1/20,可以采用单点接地,否则采用多点接地。
4.混合接地
防范措施:
(1)接地电容的容量一般在10nF以下,具体取决于需要接地的频率。
(2)如果设备的安全接地断开,接地回路将被切断,可以解决接地回路电流干扰。然而,出于安全原因,底盘必须连接到安全接地。上图所示的接地系统解决了这个问题。对于频率较高的接地环路电流,断开地线; 50Hz交流时,机壳可靠接地。
审稿编辑:唐子红