什么是地環(huán)路

顧名思義，接地環(huán)路是系統接地方案中的一個(gè)物理閉合環(huán)路，產(chǎn)生于電路之間的多個(gè)接地路徑。

地環(huán)路是如何形成的

供電及屏蔽造成

如上圖，紅色為供電線(xiàn)，黑色為地線(xiàn)。設備1和設備2音頻互聯(lián)，之間接了屏蔽線(xiàn)，地第一次拉通。設備2同時(shí)還要給設備1供電，電源地線(xiàn)也拉通，造成了上圖黑色的接GND環(huán)路。

舉個(gè)應用場(chǎng)景的例子：音頻放大器與PC之間接了2條線(xiàn)，一條線(xiàn)通過(guò)USB供電，另一條線(xiàn)為3.5mm接頭的耳機接頭線(xiàn)。這樣連接可能就有噪聲。

220V接GND線(xiàn)和屏蔽線(xiàn)造成

如上圖，設備一和設備2都有自己的獨立供電系統，本來(lái)Device1和Device之間只有屏蔽線(xiàn)互相接GND，但是因為都接到了220V電源，所有又構成了如上圖紅色的地環(huán)路。

總之，很多復雜的應用場(chǎng)景都可能產(chǎn)生環(huán)地，再舉個(gè)例子，有的產(chǎn)品是金屬外殼的，PCB板都通過(guò)螺絲孔接到金屬外殼，也會(huì )形成地環(huán)路。

地環(huán)路如何引入噪聲

地環(huán)路為什么會(huì )引入噪聲呢？

一是天線(xiàn)效應：因為地環(huán)路可以充當一個(gè)大的環(huán)路天線(xiàn)，從環(huán)境中拾取噪聲，并在地環(huán)路上產(chǎn)生電流。地也是由導線(xiàn)構成的，不是超導體，會(huì )有地電阻，地電感，電流流過(guò)必然會(huì )產(chǎn)生電壓。這個(gè)電壓就是噪聲了，經(jīng)過(guò)接收設備的放大，這個(gè)噪聲就是很可觀(guān)的了，有時(shí)會(huì )造成完全無(wú)法使用。值得提一下的是：交流電源的50/60 Hz磁場(chǎng)是接地環(huán)路拾取的常見(jiàn)噪聲源。人類(lèi)的耳朵能聽(tīng)到的聲音頻率范圍為20Hz～20000Hz，所以50Hz的噪聲是可以被聽(tīng)到的。

二是電源分流：對于共用電源的情況，正常情況下，我們理想的是音頻信號的返回路徑為音頻的GND線(xiàn)（屏蔽線(xiàn)），電源的回流路徑為電源地線(xiàn)。然而電路哪可能這么聽(tīng)話(huà)，既然因為形成地環(huán)路，那么電源回流就可以從音頻的GND線(xiàn)回流，回流的多少取決于兩條路徑的阻抗。僅僅是電源回流，如果電源的電流波動(dòng)小，產(chǎn)生的噪聲也不大，畢竟音頻是一個(gè)交流的信號，如果分流的電流是恒定的，那也不會(huì )產(chǎn)生交流的信號。而大部分真是的情況是，電流因為設備每時(shí)每刻用電的不同，也是一個(gè)交流的信號，因此音頻地線(xiàn)上分得的電流也是一個(gè)交流的信號，也就會(huì )形成音頻頻率范圍的噪聲了。

如何解決地環(huán)路噪聲

A、使用音頻隔離變壓器：這個(gè)方式斷開(kāi)了地環(huán)路

B、屏蔽層單點(diǎn)接GND：很多音頻線(xiàn)都是兩邊都接了GND，條件允許的話(huà)可以在一頭接GND，另外一頭斷開(kāi)。這種方式也斷開(kāi)了地環(huán)路。

C、采用GLB電路：音頻信號端的地線(xiàn)通過(guò)一個(gè)小電阻與大地相連。具體原理詳見(jiàn)TI文檔《TI Ground Loop Break Circuits and Their Operation.pdf》，公眾號回復“GLB”，可獲得該文檔。此方法的原理是增大了地環(huán)路的阻抗，并讓噪聲主要落在那個(gè)小電阻上面----適用于信號SGND和功率PGND分開(kāi)的電路。