一地概述

“地”在電子領(lǐng)域之中，想必大家都是耳熟能詳，但是細(xì)分之下可分為泄放電荷保護(hù)人的安全地，以及給信號(hào)電流提供回流的信號(hào)地。此外，在信號(hào)地又可以區(qū)分為給數(shù)字信號(hào)提供回流的數(shù)字地，以及為模擬信號(hào)提供回流的模擬地。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，數(shù)字地是數(shù)字電路部分的公共基準(zhǔn)端，即數(shù)字電壓信號(hào)的基準(zhǔn)端；模擬地是模擬電路部分的公共基準(zhǔn)端，模擬信號(hào)的電壓基準(zhǔn)端（零電位點(diǎn)）。

二分為數(shù)字地和模擬地的原因

由于數(shù)字信號(hào)一般為矩形波，帶有大量的諧波。如果電路板中的數(shù)字地與模擬地沒(méi)有從接入點(diǎn)分開(kāi)，數(shù)字信號(hào)中的諧波很容易會(huì)干擾到模擬信號(hào)的波形當(dāng)模擬信號(hào)為高頻或強(qiáng)電信號(hào)時(shí)，也會(huì)影響到數(shù)字電路的正常工作。模擬電路涉及弱小信號(hào)，但是數(shù)字電路門(mén)限電平較高，對(duì)電源的要求就比模擬電路低些。

既有數(shù)字電路又有模擬電路的系統(tǒng)中，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲會(huì)影響模擬電路，使模擬電路的小信號(hào)指標(biāo)變差，克服的辦法是分開(kāi)模擬地和數(shù)字地。存在問(wèn)題的根本原因是，無(wú)法保證電路板上銅箔的電阻為零，在接入點(diǎn)將數(shù)字地和模擬地分開(kāi)，就是為了將數(shù)字地和模擬地的共地電阻降到最小。

三接地的方式

單點(diǎn)接地有兩種類型，一種是串聯(lián)單點(diǎn)接地，另一種是并聯(lián)單點(diǎn)接地。

串聯(lián)單點(diǎn)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(chǎn)生的干擾十分嚴(yán)重。

如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連，會(huì)導(dǎo)致互相干擾，不短接又不妥，對(duì)于低頻模擬電路，除了加粗和縮短地線之外，電路各部分采用單點(diǎn)接地是抑制地線干擾的最佳選擇，主要可以防止由于地線公共阻抗而導(dǎo)致的部件之間的互相干擾。而對(duì)于高頻電路和數(shù)字電路，由于這時(shí)地線的電感效應(yīng)影響會(huì)更大，單點(diǎn)接地會(huì)導(dǎo)致實(shí)際地線加長(zhǎng)而帶來(lái)不利影響，這時(shí)應(yīng)采取多點(diǎn)接地和單點(diǎn)接地相結(jié)合的方式。

四實(shí)際案例

如下圖所示，是我整改某個(gè)含有數(shù)字地和模擬地分隔的一個(gè)案例的簡(jiǎn)圖。

我所整改的機(jī)器是車載上的一款語(yǔ)音娛樂(lè)的機(jī)器，機(jī)器含有反激電路且含有數(shù)字與模擬地，所以機(jī)器在反激電路的變壓器下方開(kāi)始分地，分地情況如下圖藍(lán)色線條所示。

一開(kāi)始，對(duì)機(jī)器的數(shù)字地以及模擬地之間串了0Ω電阻，在CE測(cè)試中的電流法是可以降低輻射超標(biāo)頻點(diǎn)，但是組裝到汽車上的話，機(jī)器的功能出現(xiàn)了問(wèn)題，容易受到其他模塊來(lái)的雜音串?dāng)_，所以否決了該方案。

對(duì)此就想到，電容的隔直通交的性能，來(lái)試一下能否在降低相應(yīng)的頻段CE超標(biāo)，但又保障不受其他的功能影響。

如上圖措施，在不同地方進(jìn)行電容接地，分別是在板子正面的反激電路的電源地和數(shù)字地之間加了100nF電容，板子正面的模擬地和數(shù)字地之間加100nF電容，在板子背面的模擬地和電源地之間加10nF電容。

依據(jù)以上的整改措施，得出的測(cè)試結(jié)果是比較好的，也將之前的超標(biāo)頻點(diǎn)整體改下去了。下圖是測(cè)試前后的對(duì)比圖：

五結(jié)束語(yǔ)

其實(shí)，在許多的電子設(shè)備上涉及到了反激電路、數(shù)字電路和模擬電路的時(shí)候，都會(huì)進(jìn)行分地的操作，但是為了對(duì)機(jī)器的EMC問(wèn)題進(jìn)行整改的話，則需要對(duì)不同類型的“地”通過(guò)電阻或者電容進(jìn)行多點(diǎn)接地。不管是電容連接還是通過(guò)電阻或者電感什么之類的電子器件，我們都要在不影響機(jī)器的正常功能之下再進(jìn)行對(duì)應(yīng)的整改。