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PCB設計中，接地是抑制噪聲和防止干擾的重要措施。根據(jù)電路的不同，有不同的接地方法，只有正確的接地才能減少或避免電路間的相互干擾。日常中主要的接地方式有兩種：單點接地和多點接地。如何在考慮EMC的前提下正確的接地是本文中我們將主要討論的問題，希望對電子設計人員有所幫助。

一：接地干擾與消除

01接地干擾

在有些情況下，地線阻抗帶來的干擾無法避免，尤其對電子設備。

理想情況下地線阻抗為零，“地”作為電路中信號電平的參考點，當有電流通過它時不應在電子設備內產(chǎn)生壓降。但是這種理想地線是不存在的，地線既有電阻又有電抗，當有電流流過時必然產(chǎn)生壓降。

另一方面，地線還有可能與其他線路(信號線，電源線)形成環(huán)路。當交變磁場與環(huán)路交鏈時，就會在地線中感應電勢。

不論是地線流過的電流在地線上產(chǎn)生的壓降，還是地環(huán)路所引起的感應電勢，都會使公用地線的各個電路單元產(chǎn)生相互干擾。

如何抑制地線干擾也就成為電磁兼容性設計的一個重要課題。

02接地干擾消除

接地根據(jù)地線干擾形成的機理，減小地線干擾的措施可歸納為：

模擬接地與數(shù)字接地分離；

減小地線阻抗和屯源饋線阻抗；

選擇合適的接地方式

阻隔地環(huán)路

等地線中的干擾電壓除與流過地線中的電流有關外，還與地線的阻抗有關地線阻抗包括電阻和電感；

如欲減少，就得減少和。但交流電在流經(jīng)導體截面時，并不像直流那樣在導體上均勻分布，由于趨膚效應，電流集中于表面，使導體有效載流面積小于甚至遠小于導體的真實截面積。

因此同一導體在直流、低頻和高頻情況下所呈現(xiàn)的阻抗不同；而導體的感抗同樣與導體半徑、長度以及信號頻率有關；設計時應根據(jù)不同頻率下的導體阻抗來選擇導體截面大小，并盡可能使地線加粗和縮短。

二：接地方式的一般選擇原則

對于給定的設備或系統(tǒng)，在所關心的最高頻率（對應波長為λ）上，當傳輸線的長度L>λ，則視為高頻電路，反之，則視為低頻電路。

根據(jù)經(jīng)驗法則，對于接地的一般選取原則如下：

（1）低頻電路（<1MHz），建議采用單點接地；

（2）高頻電路（>10MHz），建議采用多點接地；

（3）高低頻混合電路，混合接地

三：接地方式

01單點接地

單點接地是整個系統(tǒng)中只有一個物理點被定義為接地參考點，其他各個需要接地的點都連接到這一點上。

單點接地適用于頻率較低的電路中（1MHz以下）。若系統(tǒng)的工作頻率很高，以致工作波長與系統(tǒng)接地引線的長度可比擬時，單點接地方式就有問題了。當?shù)鼐€的長度接近于1/4波長時，它就像一根終端短路的傳輸線，地線的電流、電壓呈駐波分布，地線變成了輻射天線，而不能起到“地”的作用。

為了減少接地阻抗，避免輻射，地線的長度應小于1/20波長。在電源電路的處理上，一般可以考慮單點接地。對于大量采用的數(shù)字電路的PCB，由于其含有豐富的高次諧波，一般不建議采用單點接地方式。

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02多點接地

多點接地是指設備中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引線的長度最短。

多點接地電路結構簡單，接地線上可能出現(xiàn)的高頻駐波現(xiàn)象顯著減少，適用于工作頻率較高的（>10MHz）場合。

但多點接地可能會導致設備內部形成許多接地環(huán)路，從而降低設備對外界電磁場的抵御能力。在多點接地的情況下，要注意地環(huán)路問題，尤其是不同的模塊、設備之間組網(wǎng)時。

地線回路導致的電磁干擾：

理想地線應是一個零電位、零阻抗的物理實體。但實際的地線本身既有電阻分量又有電抗分量，當有電流通過該地線時，就要產(chǎn)生電壓降。地線會與其他連線（信號、電源線等）構成回路，當時變電磁場耦合到該回路時，就在地回路中產(chǎn)生感應電動勢，并由地回路耦合到負載，構成潛在的EMI威脅。

四：結束語

• 正確選擇一點接地和多點接地

• 當頻率低于1MHz也時，應采用一點接地；

• 當頻率高于10MHz也時，應采用就近多點接地；

• 當工作頻率在1~10MHz也時，如果采用一點接地，其地線長度不應超過波長的1／20，否則應采用多點接地；

End

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