詳解電路設計中三種常用接地方法

OFweek電子工程網訊 地線也是有阻抗的，電流流過地線時，會產生電壓，此為雜訊電壓，而雜訊電壓則是影響系統穩定的干擾源之一，不可取。所以，要降低地線雜訊的前提是降低地線的阻抗。

眾所周知，地線是電流返回源的通路。隨著大規模集成電路和高頻電路的廣泛應用，低阻抗的地線設計在電路中顯得尤為重要。這裡就簡單列舉幾種常用的接地方法：

單點接地

單點接地，顧名思義，就是把電路中所有迴路都接到一個單一的，相同的參考電位點上。如下圖所示。

單點接地可以分為「串聯接地」和「並聯接地」兩種方式。串聯單點接地的方式簡單，但是存在共同地線的原因，導致存在公共地線阻抗，如果此時串聯在一起的是功率相差很大的電路，那麼互相干擾就非常嚴重。並聯單點接地的方式可以避免公共地線耦合的因素，但是每部分電路都需要引地線到接地點上，需要的地線就過多，不實用。

所以，在實際應用時，可以採用串聯和並聯混合的單點接地方式。在畫PCB板時，把互相不易干擾的電路放一層，把互相容易發生干擾的電路放不同層，再把不同層的地並聯接地。如下圖所示。

單點接地在高頻電路裡面，因為地線長，地線的阻抗是永遠避免不了的因素，所以並不適用，那怎麼辦呢？下面再介紹「多點接地」。

多點接地

當電路工作頻率較高時，想像一下高頻信號在沿著地線傳播時，所到之處影響周邊電路會有多麼嚴重，因此所有電路就要就近接到地上，地線要求最短，多點接地就產生了。

多點接地，其目的是為了降低地線的阻抗，在高頻(f 一定的條件下)電路中，要降低阻抗，主要從兩個方面去考慮，一是減小地線電阻，二是減小地線感抗。

1，減小地線導體電阻，從電阻與橫截面的關係公式中我們知道，要增加地線導通的橫截面積。但是在高頻環境中，存在一種高頻電流的趨膚效應(也叫集膚效應)，高頻電流會在導體表面通過，所以單純增大地線導體的橫截面積往往作用不大。可以考慮在導體表面鍍銀，因為銀的導電性較其他導電物質優秀，故而會降低導體電阻。

2，減小地線的感抗，最好的方法就是增大地線的面積。

在實際應用時，地線短，地面積大，抗干擾的效果就會更好。

寫到這裡時，可能有人會問，如何才算是高頻電路？參考楊繼深教授的書籍《電磁兼容EMC技術》有提到「通常1MHZ以下算低頻電路，可以採用單點接地，10MHZ以上算高頻電路，可以採用多點接地的方式」，1MHZ和10MHZ時，如果最長地線不超過波長的1/20，可以單點接地，否則多點接地。

假如電路中既有高頻信號，又有低頻信號，怎麼辦？混合接地會是個好選擇！

混合接地

如圖所示。

通過圖來分析。

上圖中的第一種結構，假定工作在低頻電路中，根據容抗Zc = 1/2πfc可知，容抗在低頻環境下很大，而高頻環境下很小。那麼地線在低頻時是斷開的，在受到高頻干擾時接近導通。如此接法可以有效避開地線環路的干擾影響。

上圖中的第二種結構，假定工作在高頻電路中，根據感抗Zl = 2πfl可知，感抗在低頻環境下很小，而高頻環境下很大。那麼地線在低頻時是類似導通的，在受到高頻干擾時是斷開。如此接法可以有效避開地環路電流的影響。

綜述，在實際應用中，電路根據工作環境採用合適的接地方式可以有效避開干擾信號，達到電路的最優效果。

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