地的處理在電源完整性中起著(zhù)至關(guān)重要的一環(huán)，低速電路中，大家對電源完整性和信號完整性不是很在意，但是在高速電路中，電源完整性（PI）和信號完整性（SI）雖說(shuō)是兩個(gè)不同概念，但卻是相輔相成的關(guān)系，都很重要。
本文主要聊一聊電子設備中接地的一些概念。
▉ 接地的含義
電子設備中一般有兩種地，一種叫“大地”，也被稱(chēng)為安全地，另一種是“系統基準地”，也被稱(chēng)為信號地。
“接大地”指的是以地球的電位為基準（以大地作為零電位），把電子設備的金屬外殼、電路基準點(diǎn)與大地相連接，我們家里很多大功率電器都是三角插頭，其中一個(gè)就是用來(lái)接大地。
接大地的主要的作用就是泄放靜電，泄放靜電一個(gè)是提高設備電路工作的穩定性，還有一個(gè)是給操作者提高安全保障。
一些電子設備電路中，雖說(shuō)沒(méi)有直接接大地，但是也有系統基準地（信號地），以假設的一個(gè)點(diǎn)來(lái)作為基準0電平，對電源來(lái)說(shuō)，就是負極，這部分地沒(méi)有處理好，同樣也會(huì )影響系統的正常工作。
▉ 接地的目的
在電子設備中良好的接地是抑制電磁干擾、提高電子設備EMC性能的重要手段之一，提高抗干擾能力，并能減少對外的EMI發(fā)射，可以稱(chēng)之為屏蔽地，上面接大地說(shuō)的泄放靜電，可以稱(chēng)之為保護地/防靜電接地。
▉ 接地的方式
接地的方式主要有四點(diǎn)：?jiǎn)吸c(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、浮地和混合接地。
1、單點(diǎn)接地：如上右圖所示，系統只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)，電路上需要接地的部分都連接到這一點(diǎn)。單點(diǎn)接地適用于低頻電路，一般頻率小于1MHz，主要是因為低頻電路對地阻抗敏感度不高。
數字地和模擬地、DC-DC的功率地和信號地通常都采用單點(diǎn)接地，此單點(diǎn)接地的物理點(diǎn)多用0歐姆電阻或者磁珠連接至主地。
2、多點(diǎn)接地：系統工作頻率變高之后，一般10MHz以上，建議采用多點(diǎn)接地。如上左圖所示，多點(diǎn)接地是將各個(gè)接地點(diǎn)直接連接到距離它最近的接地平面上。
3、浮地：其有一個(gè)重要的應用是交流電源地和直流電源地分開(kāi)，交流電源的零線(xiàn)一般接地，采用浮地技術(shù)，避免了零線(xiàn)上的干擾影響到直流電源。
4、混合接地：指單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的組合，下圖所示，兩個(gè)系統的接地點(diǎn)都組合到一個(gè)公共點(diǎn)，多見(jiàn)于復雜的電路系統中，既有模擬/數字電路，也有高頻/低頻電路。
▉ 接地的原則
采用單點(diǎn)接地還是多點(diǎn)接地，是一個(gè)復雜的問(wèn)題，各有利弊，所以不同的電路場(chǎng)合選擇也不一樣。
理想的地線(xiàn)其實(shí)是零電位、零阻抗的，實(shí)際的地線(xiàn)會(huì )有電阻和電抗分量，一旦有電流流過(guò)時(shí)，就會(huì )在上面產(chǎn)生電壓降。當信號線(xiàn)與地線(xiàn)構成回路，可變磁場(chǎng)耦合到此回路時(shí)，會(huì )在回路中產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，并由地回路耦合到負載，構成潛在的EMI威脅。
DC-DC功率地和信號地采用單點(diǎn)接地還是多點(diǎn)接地好，其實(shí)是一個(gè)折中選擇，采用單點(diǎn)接地，避免了DC-DC臟的功率地影響其他的地，但是單點(diǎn)接地，這部分地阻抗相應的會(huì )增加，如果沒(méi)有一個(gè)相對好的回流路徑，也是會(huì )影響DC-DC的正常工作，從而也會(huì )輻射出一些干擾。
系統的工作頻率變高之后，工作波長(cháng)與接地引線(xiàn)的長(cháng)度可比擬時(shí)，單點(diǎn)接地會(huì )有問(wèn)題。當地線(xiàn)的長(cháng)度接近于1/4波長(cháng)時(shí)，它就像一根終端短路的傳輸線(xiàn)，地線(xiàn)的電流、電壓呈駐波分布，地線(xiàn)變成了輻射天線(xiàn)，而不能起到“地”的作用（這句話(huà)的意思是地的基準電平會(huì )改變，不是0）。
多點(diǎn)接地電路簡(jiǎn)單，高頻駐波會(huì )減少，缺點(diǎn)是電路中會(huì )增加很多接地環(huán)路，一定程度上會(huì )降低會(huì )外界磁場(chǎng)的抵御能力。
所以接地的一般選取規則為：
1、低頻電路（<1MHz），建議采用單點(diǎn)接地。
2、高頻電路（>10MHz），建議采用多點(diǎn)接地。
3、高低頻混合電路，采用混合接地。
那么如何確定一個(gè)電路是高頻還是低頻電路呢？
高頻一般多見(jiàn)于無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，包括常見(jiàn)的：
BT/WiFi：2.4GHz/5GHz
GPS L1頻段：1575.42±1.023MHz
GPS L2頻段：1227.60±1.023MHz
GPS L5頻段：1176.45±1.023MHz
GSM 850/900/1800MHz、WCDMA、LTE等 |
