資深工程師分享：接地方法

接地是電路設(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)的內(nèi)容，但又是幾乎沒(méi)人說(shuō)得清的，幾乎每次的培訓(xùn)和交流都會(huì)有人問(wèn)到“老師，有沒(méi)有一種通用的接地方法可以參考??？”如果想知道這個(gè)問(wèn)題的答案，請(qǐng)繼續(xù)耐著性子讀下去。

我先給出一個(gè)斬釘截鐵的答案：“沒(méi)有”。那咋辦呢，我們總不能像中國(guó)的廚師一樣，教徒弟炒菜時(shí)，用到的配料都是“少許”“顏色微黃”“微焦”等感覺(jué)性詞語(yǔ)吧，當(dāng)然不是。為了更好的明了接地的技巧方法，下文中將不再講究任何的文字技巧，而是一針見(jiàn)血的道出接地問(wèn)題的本質(zhì)來(lái)。

接地方式←接地目的←接地的功能，所以采取哪種接地方式，要看地是哪類地，這類地的作用目的是什么，這兩個(gè)問(wèn)題解決了，接地方式則可水到渠成。

接地的目的決定了接地方式。同樣的電路，不同的目的，可能都要采取不同的接地方式。這個(gè)觀點(diǎn)一定記住。比如同樣的電路，用在便攜設(shè)備上，靜電累積泄放不掉，接地的目的是地電位均衡；用在不可移動(dòng)的設(shè)備上，一般會(huì)有安全接地措施，對(duì)靜電泄放的接地目的是導(dǎo)通阻抗足夠低，尤其是對(duì)于尖峰脈沖的高頻導(dǎo)通阻抗。

一下講解地的注意事項(xiàng)分成幾個(gè)獨(dú)立的觀點(diǎn)分別介紹，每一條的內(nèi)容雖然簡(jiǎn)單，建議一定反復(fù)讀上N遍，象面對(duì)一杯好茶，讓心跳在60bpm以下的狀態(tài)，細(xì)細(xì)的品，感覺(jué)其中的美感和內(nèi)涵。然后才可能從簡(jiǎn)單的詞語(yǔ)中悟出深刻的道理來(lái)。

從性能分，接地分成四類：

安全接地、工作接地(數(shù)字地、模擬地、功率器件地)、防浪涌接地(雷擊浪涌、上電浪涌)、防靜電接地。

前文書(shū)中講過(guò)，“接地的目的決定了接地方式”，目的即指其實(shí)現(xiàn)的功能?；旧纤械慕拥囟伎梢詺w結(jié)到這四類里面來(lái)。每個(gè)接地前都要先明確該接地屬于哪一種。

接地追求的目標(biāo)是地阻抗低、地穩(wěn)定、地均衡

地阻抗低很好理解，用粗的線纜即可，但有一個(gè)問(wèn)題一定不能忽視，比如我通過(guò)一個(gè)大電感接地了，如果地線上跑的地電流的波動(dòng)頻率是 0.00000001Hz，這個(gè)大電感的感性效應(yīng)表現(xiàn)得就很不明顯，等同于直接接地了，但如果波動(dòng)電流是1,000,000Hz的話，感抗=j ω L=j 2 π f L，就顯得很大了，這種情況下，相當(dāng)于高頻接地很差。各位看官可能會(huì)說(shuō)了，你胡來(lái)吧你，誰(shuí)會(huì)用個(gè)大電感接地呢，第一是在某種狀態(tài)下會(huì)有這種方式的，第二是即使不這樣接個(gè)電感，普通電纜的走線電感在高頻下也是不容忽視的?？偨Y(jié)為一句話，低頻接地 ≠ 高頻接地。即低阻抗的接地要分析是屬于高頻還是低頻的接地。

地穩(wěn)定是比較好理解的，一般來(lái)說(shuō)，接地阻抗足夠低的話，地電流瀉放容易，且不會(huì)在底線上產(chǎn)生啥子壓降，就如一個(gè)超大的電容，電荷的海洋，具有無(wú)限寬廣的胸懷，多少進(jìn)來(lái)都波瀾不驚。

地均衡比較容易被忽視，對(duì)于一個(gè)信號(hào)來(lái)說(shuō)，有用部分是兩條線上的壓差，如果地線漂移了，兩條線上對(duì)地線的壓差同等的上升或下降，即差模電壓值維持不變，共模電壓發(fā)生變化，其實(shí)電路功能是照常實(shí)現(xiàn)的。就像水漲船高，您比我高3cm，站在船上，船上浮了，您依然還是高我3cm。這種情況在靜電防護(hù)的時(shí)候常用到，一個(gè)靜電脈沖通過(guò)空氣打到電路板上，針對(duì)局部的電路，距離遠(yuǎn)近的不同，肯定會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生靜電感應(yīng)的壓差。這時(shí)候用一塊金屬板隔一下的話，即使該金屬板浮空，對(duì)金屬板后面的電路板來(lái)說(shuō)，感應(yīng)的將是均勻的電場(chǎng)，雖然感應(yīng)干擾仍然存在，但起碼電路上是基本均衡的。當(dāng)然如果此金屬板接地更好啦。當(dāng)然共模電壓一般不會(huì)維持住，因?yàn)閭鬏斁€的阻抗不均勻，往往會(huì)轉(zhuǎn)成差模電壓干擾，地均衡的問(wèn)題最好不要讓我們面對(duì)，但沒(méi)辦法的時(shí)候，如浮地設(shè)備，不得不受到靜電沖擊的電路板，防護(hù)時(shí)候要考慮地均衡問(wèn)題。

共地阻抗耦合干擾

共地阻抗耦合干擾是接地里面每天都要面對(duì)的核心問(wèn)題，并且?guī)缀跆颖懿婚_(kāi)。就像電影院里散場(chǎng)的時(shí)候，你從最里頭的一號(hào)廳出來(lái)，沒(méi)幾個(gè)人，走來(lái)很通暢，突然二號(hào)廳也散場(chǎng)了，一下子通道就擁擠了，再繼續(xù)前行，壞了，三號(hào)廳正在放觀眾入場(chǎng)，一下子，人流就波動(dòng)起來(lái)了。這和共地阻抗是一個(gè)原理，信道相當(dāng)于地線，人相當(dāng)于電流。如果一、二、三號(hào)廳流動(dòng)的人差不多，相互之間影響不太大，但如果3號(hào)廳是大廳，人員是一、二號(hào)廳的好多倍，那進(jìn)出三號(hào)廳的人員將會(huì)對(duì)一、二號(hào)廳人員流動(dòng)速度的影響很大。一、二、三號(hào)艇的客人都要走過(guò)的這段路就成了共地阻抗。

以下圖為例，圖1中，RAB段的電阻就是共地阻抗部分，流過(guò)這段的地電流Io、Ia、Id三部分在這段會(huì)相互影響；如果這三個(gè)電流差別較大，差出了1-2 個(gè)數(shù)量級(jí)的話，相互之間的影響就不可以忽視了，尤其是某個(gè)弱地電流支路是用于定量測(cè)量、放大或AD轉(zhuǎn)換電路的時(shí)候；圖2則把Id對(duì)另外兩個(gè)之路的影響隔離掉了；圖3則是三個(gè)地電流全部分別隔離了。