电子技术的老生常谈——接地.pdfVIP

接地是电路设计中最基础的内容，但又是几乎没人说得清的，几乎每次的培训和交流都 会有人问到 “老师，有没有一种通用的接地方法可以参考啊？”如果想知道这个问题的答 案，请继续耐着性子读下去。 我先给出一个斩钉截铁的答案：“没有”。那咋办呢，我们总不能像中国的厨师一样，教徒 弟炒菜时，用到的配料都是“少许”“颜色微黄”“微焦”等感觉性词语吧，当然不是。为 了更好的明了接地的技巧方法，下文中将不再讲究任何的文字技巧，而是一针见血的道出 地问题的本质来。 接地方式←接地目的←接地的功能，所以采取哪种 地方式，要看地是哪类地，这类地的作 用目的是什么，这两个问题解决了， 地方式则可水到渠成。 接地的目的决定了 地方式。同样的电路，不同的目的，可能都要采取不同的接地方式。这 个观点一定记住。比如同样的电路，用在便携设备上，静电累积泄放不掉，接地的目的是地 电位均衡；用在不可移动的设备上，一般会有安全接地措施，对静电泄放的接地目的是导通 阻抗足够低，尤其是对于尖峰脉冲的高频导通阻 。 一下讲解地的注意事项分成几个独立的观点分别介绍，每一条的内容虽然简单，建议一定反 复读上N 遍，象面对一杯好茶，让心跳在60bpm 以下的状态，细细的品，感觉其中的美感和 内涵。然后才可能从简单的词语中悟出深刻的道理来。 1、 从性能分，接地分成四类： 安全接地、工作接地（数字地、模拟地、功率器件地）、防浪涌接地（雷击浪涌、上电浪涌）、 防静电 地。 前文书中讲过，“接地的目的决定了接地方式”，目的即指其实现的功能。基本上所有的 地都可以归结到这四类里面来。每个接地前都要先明确该接地属于哪一种。 2、 接地追求的目标是地阻 低、地稳定、地均衡。 地阻抗低很好理解，用粗的线缆即可，但有一个问题一定不能忽视，比如我通过一个大电感 接地了，如果地线上跑的地电流的波动频率是0z，这个大电感的感性效应 现 得就很不明显，等同于直 地了，但如果波动电流是1000000Hz 的话，感 =j ωL=j 2 π f L，就显得很大了，这种情况下，相当于高频接地很差。各位看官可能会说了，你胡来吧 你，谁会用个大电感 地呢，第一是在某种状态下会有这种方式的，第二是即使不这样接个 电感，普通电缆的走线电感在高频下也是不容忽视的。总结为一句话，低频接地 ≠ 高频 地。即低阻 的接地要分析是属于高频还是低频的 地。 地稳定是比较好理解的，一般来说，接地阻抗足够低的话，地电流泻放容易，且不会在底线 上产生啥子压降，就如一个超大的电容，电荷的海洋，具有无限宽广的胸怀，多少进来都波 澜不惊。 地均衡比较容易被忽视，对于一个信号来说，有用部分是两条线上的压差，如果地线漂移了， 两条线上对地线的压差同等的上升或下降，即差模电压值维持不变，共模电压发生变化，其 实电路功能是照常实现的。就像水涨船高，您比我高3cm，站在船上，船上浮了，您依然还 是高我3cm。这种情况在静电防护的时候常用到，一个静电脉冲通过空气打到电路板上，针 对局部的电路，距离远近的不同，肯定会导致产生静电感应的压差。这时候用一块金属板隔 一下的话，即使该金属板浮空，对金属板后面的电路板来说，感应的将是均匀的电场，虽然 感应干扰仍然存在，但起码电路上是基本均衡的。当然如果此金属板接地更好啦。当然共模 电压一般不会维持住，因为传输线的阻 不均匀，往往会转成差模电压干扰，地均衡的问题 最好不要让我们面对，但没办法的时候，如浮地设备，不得不受到静电冲击的电路板，防护 时候要考虑地均衡问题。 3、 共地阻 耦合干扰 共地阻 耦合干扰是接地里面每天都要面对的核心问题，并且几乎逃避不开。就像电影院里 散场的时候，你从最里头的一号厅出来，没几个人，走来很通畅，突然二号厅也散场了，一 下子通道就拥挤了，再继续前行，坏了，三号厅正在放观众入场，一下子，人流就波动 来 了。这和共地阻 是一个原理，通道相当于地线，人相当于电流。如果一、二、三号厅流动 的人差不多，相互之间影响不太大，但如果3 号厅是大厅，人员是一、二号厅的好多倍，那 进出三号厅的人员将会对一、二号厅人员流动速度的影响很大。一、二、三号艇的客人都要 走过的这段路就成了共地阻 。 以下图为例，图1 中，RAB 段的电阻就是共地阻 部分，流过这段的地电流Io、Ia、Id 三 部分在这段会相互影响；如果这三个电流差别较大，差出了1-2个数量级的话，相互之间的 影响就不可以忽视了，尤其是某个弱地电流支路是用于定量测量、放大或AD 转换电路的时 候；图2 则把Id 对另外两个之路的影响隔离掉了；图3 则是三个地电流全部分别隔离了。 4、较通用型的接地方法 这个标