一地概述
“地”在電子領域之中,想必大家都是耳熟能詳,但是細分之下可分為泄放電荷保護人的安全地,以及給信號電流提供回流的信號地。此外,在信號地又可以區分為給數字信號提供回流的數字地,以及為模擬信號提供回流的模擬地。
簡單來說,數字地是數字電路部分的公共基準端,即數字電壓信號的基準端;模擬地是模擬電路部分的公共基準端,模擬信號的電壓基準端(零電位點)。
二分為數字地和模擬地的原因
由于數字信號一般為矩形波,帶有大量的諧波。如果電路板中的數字地與模擬地沒有從接入點分開,數字信號中的諧波很容易會干擾到模擬信號的波形當模擬信號為高頻或強電信號時,也會影響到數字電路的正常工作。模擬電路涉及弱小信號,但是數字電路門限電平較高,對電源的要求就比模擬電路低些。
既有數字電路又有模擬電路的系統中,數字電路產生的噪聲會影響模擬電路,使模擬電路的小信號指標變差,克服的辦法是分開模擬地和數字地。存在問題的根本原因是,無法保證電路板上銅箔的電阻為零,在接入點將數字地和模擬地分開,就是為了將數字地和模擬地的共地電阻降到最小。
三接地的方式
單點接地有兩種類型,一種是串聯單點接地,另一種是并聯單點接地。
串聯單點接地中,許多電路之間有公共阻抗,因此相互之間由公共阻抗耦合產生的干擾十分嚴重。

如果把模擬地和數字地大面積直接相連,會導致互相干擾,不短接又不妥,對于低頻模擬電路,除了加粗和縮短地線之外,電路各部分采用單點接地是抑制地線干擾的最佳選擇,主要可以防止由于地線公共阻抗而導致的部件之間的互相干擾。而對于高頻電路和數字電路,由于這時地線的電感效應影響會更大,單點接地會導致實際地線加長而帶來不利影響,這時應采取多點接地和單點接地相結合的方式。

四實際案例
如下圖所示,是我整改某個含有數字地和模擬地分隔的一個案例的簡圖。
我所整改的機器是車載上的一款語音娛樂的機器,機器含有反激電路且含有數字與模擬地,所以機器在反激電路的變壓器下方開始分地,分地情況如下圖藍色線條所示。
一開始,對機器的數字地以及模擬地之間串了0Ω電阻,在CE測試中的電流法是可以降低輻射超標頻點,但是組裝到汽車上的話,機器的功能出現了問題,容易受到其他模塊來的雜音串擾,所以否決了該方案。
對此就想到,電容的隔直通交的性能,來試一下能否在降低相應的頻段CE超標,但又保障不受其他的功能影響。
如上圖措施,在不同地方進行電容接地,分別是在板子正面的反激電路的電源地和數字地之間加了100nF電容,板子正面的模擬地和數字地之間加100nF電容,在板子背面的模擬地和電源地之間加10nF電容。
依據以上的整改措施,得出的測試結果是比較好的,也將之前的超標頻點整體改下去了。下圖是測試前后的對比圖:
五結束語
其實,在許多的電子設備上涉及到了反激電路、數字電路和模擬電路的時候,都會進行分地的操作,但是為了對機器的EMC問題進行整改的話,則需要對不同類型的“地”通過電阻或者電容進行多點接地。不管是電容連接還是通過電阻或者電感什么之類的電子器件,我們都要在不影響機器的正常功能之下再進行對應的整改。
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