Part 1

接地的目的

在一個(gè)產(chǎn)品中，接地是一個(gè)非常重要的問題，它直接關(guān)系著EMC是否合規(guī)。特別是大型設(shè)備中，涉及到多個(gè)系統(tǒng)和子系統(tǒng)的接地。

一個(gè)好的接地系統(tǒng)，對(duì)于產(chǎn)品EMC來說，已經(jīng)成功了一半。

接地的目的有哪些呢？

下面我們簡(jiǎn)單介紹一下：

• 接地可以使整個(gè)電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個(gè)公共的參考零電位，這樣可以保證各個(gè)電路之間沒有電位差，從而保證了電路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 接地可以防止外界電磁場(chǎng)的干擾。

例如，

機(jī)殼接地可以為瞬態(tài)干擾提供泄放通道。

也可使因靜電感應(yīng)而積累在機(jī)殼上的大量電荷通過大地泄放。

否則，這些電荷形成的高壓可能引起設(shè)備內(nèi)部的火花放電而造成干擾。

另外，對(duì)于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。

• 保證電子產(chǎn)品安全工作。

例如，

電子設(shè)備可以避免當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)的損壞。

當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其他原因直接與機(jī)殼相通時(shí)（此時(shí)會(huì)產(chǎn)生漏電流），可避免操作人員觸電，這也是設(shè)備說明書中一直強(qiáng)調(diào)的要機(jī)殼良好接地的原因。

此外， 很多醫(yī)療設(shè)備都與患者的人體直接相連，如監(jiān)護(hù)儀等，當(dāng)機(jī)殼因?yàn)闆]有良好接地而帶有電壓時(shí)， 將發(fā)生致命危險(xiǎn)。

• 另外，接地可以減小流過產(chǎn)品中PCB板的共模干擾電流， 同時(shí)可以避免產(chǎn)品內(nèi)部的高頻EMI信號(hào)流向產(chǎn)品中的等效發(fā)射天線。

因此，接地通常是抑制噪聲、防止干擾的主要方法。

接地可以理解為一個(gè)等電位點(diǎn)或等電位面（可以是PCB中的一個(gè)某一個(gè)接地層，也可以是產(chǎn)品的金屬機(jī)架），是電路或系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位，但不一定為大地電位。

為了防止雷擊可能造成的損壞和保護(hù)工作人員的人身安全，電子設(shè)備的機(jī)殼和機(jī)房的金屬結(jié)構(gòu)件等，必須與大地相連接，并保證一定的接地阻抗（如有的系統(tǒng)要求不大于0.1Ω）。

Part 2

舉例說明

通常，接地是一個(gè)比較廣泛的概念? 它可以是PCB中的地層，也可以是金屬外殼，也可以是建筑物中的接地樁或者是地球本身。

對(duì)邏輯電路而言, 地指的是邏輯電路和元件的參考電平, 這個(gè)地可以不連接到大地上, 作為邏輯電平的參考地, 其電位差的典型值必須小于mV級(jí)。

如下圖所示的例子中

如果電路的邏輯電平是 3.3V的TTL電平, 共模電流流過的接地平面引起的壓降大于0.4V, 就可能產(chǎn)生誤碼，從而導(dǎo)致EMC測(cè)試不通過。

又比如，某高速數(shù)字電路中的地平面不完整, 如下圖所示, 電纜與地平面相連, 由于地平面的阻抗，導(dǎo)致高頻回流時(shí)產(chǎn)生壓降，該線纜被地平面上的噪聲驅(qū)動(dòng), 就會(huì)產(chǎn)生 EMI 輻射問題?

對(duì)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu), 接地通常是指連接電路的金屬外殼或機(jī)架? 對(duì)EMC測(cè)試, 它是參考接地平面?

接地的概念，繞不開電流回流路徑，對(duì)于電流，我們要牢記以下兩點(diǎn)：

• 電流在電路中流過，不論是完整的地平面還是其它參考平面，就一定會(huì)產(chǎn)生壓降。就像在歐姆定律中闡述的那樣，在實(shí)際的電路中，從來沒有0電位，電壓或電流的單位可能在微伏或微安級(jí)的范圍內(nèi)， 但一定存在。
• 電流總是返回其源。就像水總是往地處流一樣，電流也總是流向阻抗最小的地方。

我們還要牢記一個(gè)最重要的原則：

當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品時(shí)，永遠(yuǎn)是在設(shè)計(jì)之初就考慮到接地才是最經(jīng)濟(jì)也是可采取的措施最多的。

一個(gè)設(shè)計(jì)良好的接地系統(tǒng)，不僅要考慮單個(gè)PCB的輻射和傳導(dǎo)， 而要能從系統(tǒng)的角度防止輻射和傳導(dǎo)。

在設(shè)計(jì)階段，若沒有認(rèn)真考慮接地系統(tǒng)，那可能就意味著該系統(tǒng)在ＥＭＣ方面很有可能會(huì)失敗。

與諸君共勉，愿每一款產(chǎn)品都有一個(gè)完美的接地系統(tǒng)。