PCB设计—接地技术
一 接地设计的基本原理 好的接地系统是抑制电磁干扰的一种技术措施，其电路和设备地线任意两点之间的电压与线路中的任何功能部分相比较，都可以忽略不计；差的接地系统，可以通过地线产生寄生电压和电流偶合进电路，地线或接地平面总有一定的阻抗，该公共阻抗使两两接地点间形成一定的压降，引起接地干扰，使系统的功能受到影响。从而影响产品的可靠性。
二 接地目的 接地的目的主要有三个： ◆ 接地使整个电路系统中所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地工作。 ◆ 防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。 ◆ 保证安全作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。
三 接地分类 ◆ 防雷接地(LGND) 防雷接地是将可能受到雷击的物体与大地相连。当物体位置较高，距离雷云较近时，一定要将物体进行防雷接地。由于雷电的放电电流是脉冲性的，放电电流也较大，所以防雷接地时的接地电阻要小。为了避免由于雷击而造成机房里设备之间的高压差，特别是有电气连接或距离较近的设备之间要采用低电感和电阻搭接。 ★接地电阻：接地电阻不是普通的电阻而是一个阻值，是指电流由接地装置流向大地再由大地流向无穷远处或是另一个接地装置所需克服的总电阻。接地电阻包括接地线、接地装置本身电阻、接地装置与大地之间的接触电阻和两接地装置之间的大地电阻或接地装置与无线远处的大地电阻。接地电阻越小，当有漏电流或是雷电电流时，可以将其导入大地，不至于伤害人或损坏设备。如果接地电阻变大，会造成应该导入大地的电流导不下去，因此，接地电阻越小越安全。 ◆ 保护接地（PGND/PE/FG） 为了保护设备、装置和人身的安全。保护接地主要用于保护工频故障电压对人身造成的伤害。保护接地的工作原理：一是并联分流，当人体接触故障设备时，如果故障设备有保护接地，这时人体和保护接地线呈并联关系，保护接地线的电阻和人体相比是很小的，所以流过人体的电流很小，就会保护人身安全；二是当设备发生碰壳事件后，由于设备有保护接地，事故电流会使相线上得保护装置动作，从而切断电源，起到保障安全的作用。 ★相线：通常工业用电，三根正弦交流电。电流相位（反映电流的方向 大小）相互相差120度。 通常我们将每一根这样的导线称为相线。一般家庭使用的电源线是两根导线组成的，其中一根叫相线（俗称火线），一根叫零线（即中性线）。相线就是我们通常说的火线。 ◆ 工作接地 工作接地是给系统工作提供等电位的参考电压，给信号提供一个低阻抗的回路。信号质量的好坏很大程度上取决于接地线质量的好换，由于各种原因，接地线总会存在一定的阻抗，从而带来一定的电压差，形成地纹波，对信号质量产生影响：信号越弱、信号频率越高则影响会越大。因此，在设计中要最大限度的降低工作接地导体的电阻。工作接地分为以下类别： Ⅰ 信号地 信号地是各种传感器和信号源零电位的公共基准地线。由于信号一般都比较弱，因此易受干扰，设计要求较高。 Ⅱ 模拟地(AGND) 模拟地是模拟电路零电位的公共参考点。由于模拟电路既有小信号放大，大信号功率放大，有低频放大，也有高频放大，因此易受干扰，所以PCB设计模拟地时要注意。 Ⅲ 数字地(DGND) 数字地是数字电路零电位的公共参考点。数字电路时脉冲信号，在上升或下降沿比较陡或是频率高时，易对模拟电路造成影响。 Ⅳ 电源地(PG) 电源地是电源零电位的公共参考点。电源要给各个单元电路供电，所以要考虑电源的稳定性。 Ⅴ 功率地 功率地是负载或功率驱动电路上的零电位公共参考点。由于功率电路较强，电压较高，因此，功率地上干扰较大，应该与其他地线分开设置。 ◆ 屏蔽接地 屏蔽接地与机构有关，并不需要与大地真正的连接。屏蔽结构接地是为了安全方面的考虑。例如：防静电时，当完整的金属屏蔽体将带正电的导体包围起来，屏蔽体内侧将感应处负电荷，外侧出现于导体等量的正电荷。形成静电场，如果将金属屏蔽体接地，则金属屏蔽体外部的正电荷会流入大地，不会有电场存在。当人体触摸时也不会触电。
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