接地-浮地-單點接地-多點接地-鋪銅

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http://blog.sina.com.cn/s/blog_6bb510f0010151fx.html

有三種基本的信號接地方式:浮地、單點接地、多點接地。
1 浮地 目的:使電路或設備與公共地線可能引起環流的公共導線隔離起來,浮地還使不同電位的電路之間配合變得容易。 缺點:容易出現靜電積累引起強烈的靜電放電。 折衷方案:接入泄放電阻。
2 單點接地 方式:線路中只有一個物理點被定義爲接地參考點,凡需要接地均接於此。 缺點:不適宜用於高頻場合。
3 多點接地 方式:凡需要接地的點都直接連到距它最近的接地平面上,以便使接地線長度爲最短。 缺點:維護較麻煩。
4 混合接地 按需要選用單點及多點接地。
PCB中的大面積敷銅接地 其實就是多點接地 所以單面Pcb也可以實現多點接地(實際操作中經常用這種方法,在這裏也應該注意有時候不可以不布地線,尤其是高速高頻的,以及多層板的情況)。
多層PCB大多爲高速電路地層的增加可以有效提高PCB的電磁兼容性 是提高信號抗干擾的基本手段,同樣由於電源層和底層和不同信號層的相互隔離減輕了PCB的布通率也增加了信號間的干擾。


單點接地有兩種類型,一種是串聯單點接地,另一種是並聯單點接地。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。


將電路按照特性分組,相互之間不易發生干擾的電路放在同一組,相互之間容易發生干擾的電路放在不同的組。每個組內採用串聯單點接地,獲得最簡單的地線結構,不同組的接地採用並聯單點接地,避免相互之間干擾。

這個方法的關鍵:絕不要使功率相差很大的電路或噪聲電平 相差很大的電路共用一段地線。


爲了減小地線電感,在高頻電路和數字電路中經常使用多點接地。在多點接地系統中,每個電路就近接到低阻抗的地線面上,如機箱。電路的接地線要儘量短,以減小電感。在頻率很高的系統中,通常接地線要控制在幾毫米的範圍內。

多點接地時容易產生公共阻抗耦合問題。在低頻的場合,通過單點接地可以解決這個問題。但在高頻時,只能通過減小地線阻抗(減小公共阻抗)來解決。由於趨膚效應,電流僅在導體表面流動,因此增加導體的厚度並不能減小導體的電阻。在導體表面鍍銀能夠降低導體的電阻。

通常1MHz以下時,可以用單點接地;10MHz以上時,可以用多點接地,在1MHz10MHz之間時,可如果最長的接地線不超過波長的1/20,可以用單點接地,否則用多點接地。







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http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0709/article_10492.html

“地”是電子技術中一個很重要的概念。由於“地”的分類與作用有多種, 容易混淆,故總結一下“地”的概念。

“接地”有設備內部的信號接地和設備接大地,兩者概念不同,目的也不同。“地”的經典定義是“作爲電路或系統基準的等電位點或平面”。

 

一: 信號“地”又稱參考“地”,就是零電位的參考點,也是構成電路信號迴路的公共端 。

(1) 直流地:直流電路“地”,零電位參考點。

(2) 交流地:交流電的零線。應與地線區別開。

(3) 功率地:大電流網絡器件、功放器件的零電位參考點。

(4) 模擬地:放大器、採樣保持器、A/D轉換器和比較器的零電位參考點。

(5) 數字地:也叫邏輯地,是數字電路的零電位參考點。

(6) “熱地”:開關電源無需使用工頻變壓器,其開關電路的“地”和市電電網有

關,即所謂的“熱地”,它是帶電的 。

(7) “冷地”:由於開關電源的高頻變壓器將輸入、輸出端隔離;又由於其反饋電路

常用光電耦合器,既能傳送反饋信號,又將雙方的“地”隔離;所以輸出端的地稱之爲“冷地”,它不帶電。

信號接地

設備的信號接地,可能是以設備中的一點或一塊金屬來作爲信號的接地參考點,它爲設備中的所有信號提供了一個公共參考電位。

有單點接地,多點接地,浮地和混合接地。(這裏主要介紹浮地)

單點接地是指整個電路系統中只有一個物理點被定義爲接地參考點,其他各個需要接地的點都直接接到這一點上。在低頻電路中,佈線和元件之間不會產生太大影響。通常頻率小於1MHz的電路,採用一點接地。

多點接地是指電子設備中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上(即設備的金屬底板)。在高頻電路中,寄生電容和電感的影響較大。通常頻率大於10MHz的電路,常採用多點接地。

浮地,即該電路的地與大地無導體連接。『 虛地:沒有接地,卻和地等電位的點。』其優點是該電路不受大地電性能的影響。浮地可使功率地(強電地)和信號地(弱電地)之間的隔離電阻很大,所以能阻止共地阻抗電路性耦合產生的電磁干擾

其缺點是該電路易受寄生電容的影響,而使該電路的地電位變動和增加了對模擬電路的感應干擾。

一個折衷方案是在浮地與公共地之間跨接一個阻值很大的泄放電阻,用以釋放所積累的電荷。注意控制釋放電阻的阻抗,太低的電阻會影響設備泄漏電流的合格性。

1:浮地技術的應用

a交流電源地與直流電源地分開

一般交流電源的零線是接地的。但由於存在接地電阻和其上流過的電流,導致電源的零線電位並非爲大地的零電位。另外,交流電源的零線上往往存在很多幹擾,如果交流電源地與直流電源地不分開,將對直流電源和後續的直流電路正常工作產生影響。因此,採用把交流電源地與直流電源地分開的浮地技術,可以隔離來自交流電源地線的干擾。

b 放大器的浮地技術

對於放大器而言,特別是微小輸入信號和高增益的放大器,在輸入端的任何微小的干擾信號都可能導致工作異常。因此,採用放大器的浮地技術,可以阻斷干擾信號的進入,提高放大器的電磁兼容能力。

c 浮地技術的注意事項

1)儘量提高浮地系統的對地絕緣電阻,從而有利於降低進入浮地系統之中的共模干擾電流。

2)注意浮地系統對地存在的寄生電容,高頻干擾信號通過寄生電容仍然可能耦合到浮地系統之中。

3)浮地技術必須與屏蔽、隔離等電磁兼容性技術相互結合應用,才能收到更好的預期效果。

4)採用浮地技術時,應當注意靜電和電壓反擊對設備和人身的危害。

2:混合接地

混合接地使接地系統在低頻和高頻時呈現不同的特性,這在寬帶敏感電路中是必要的。

電容對低頻和直流有較高的阻抗,因此能夠避免兩模塊之間的地環路形成。當將直流地和射頻地分開時,

將每個子系統的直流地通過10~100nF的電容器接到射頻地上,這兩種地應在一點有低阻抗連接起來,連接點應選在最高翻轉速度(di/dt)信號存在的點。

二: 設備接大地

在工程實踐中,除認真考慮設備內部的信號接地外,通常還將設備的信號地,機殼與大地連在一起,以大地作爲設備的接地參考點。設備接大地的目的是:

1)保護地,保護接地就是將設備正常運行時不帶電的金屬外殼(或構架)和接地裝置之間作良好的電氣連接。 爲了保護人員安全而設置的一種接線方式。保護“地”線一端接用電器外殼,另一端與大地作可靠連接。

2)防靜電接地,泄放機箱上所積累的電荷,避免電荷積累使機箱電位升高,造成電路工作的不穩定。

3)屏蔽地,避免設備在外界電磁環境的作用下使設備對大地的電位發生變化,造成設備工作的不穩定。

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