电路设计中各种GND的设计

《电路设计中各种GND的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路设计中各种GND的设计（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、各位大虾请问电源地，信号地，还有大地，这三种地有什么区别？电源地主要是针对电源回路电流所走的路径而言的，一般来说电源地流过 的电流较大，而信号地主要是针对两块芯片或者模块之间的通信信号的回流所流过的 路径，一般来说信号地流过的电流很小，其实两者都是GND之所以分幵来说，是想让大家明白在布PCB板时要清楚地了解电源及信号回流各自所流过的路径，然后在布板时考虑如何避免 电源及信号共用回流路径，如果共用的话，有可能会导致电源地上大的电 流会在信号地上产生一个电压差（可以解释为：导线是有阻抗的，只是很 小的阻值，但如果所流过的电流较大时，也会在此导线上产生电位差，这 也叫共阻抗干扰），使信号地的真实电

2、位高于 0V,如果信号地的电位较大 时，有可能会使信号本来是高电平的，但却误判为低电平。当然电源地本来就很不干净，这样做也避免由于干扰使信号误判。所以将 两者地在布线时稍微注意一下，就可以。一般来说即使在一起也不会产生 大的问题，因为数字电路的门限较高50M?第2个我用作数字地或数字模拟公共地?第3个用作模拟地.?第4个当然是机箱外壳或外壳接大地了/电子电路中的接地与抗干扰电路技术地技术在现代电子领域方面得到了广泛而深入的应用。电子 设备的“地”通常有两种含义：一种是“大地”（安全地），另一 种是“系统基准地”（信号地）。接地就是指在系统与某个电位基 准面之间建立低阻的导电通路。“接大地”是以

3、地球的电位为基 准，并以大地作为零电位，把电子设备的金属外壳、电路基准点 与大地相连。由于大地的电容非常大，一般认为大地的电势为零。 幵始的时候，接地技术主要应用在电力系统中，后来，接地技术 延伸应用到弱电系统中。在弱电系统中的接地一般不是指真实意 义上与地球相连的接地。对于电力电子设备将接地线直接连在大 地上或者接在一个作为参考电位的导体上，当有电流通过该参考 电位时，接地点是电路中的共用参考点，这一点的电压为0 V， 电路中其他各点的电压咼低都是以这一参考点为基准的，一般在 电路图中所标出的各点电压数据都是相对接地端的大小，这样可 以大大方便修理中的电压测量。相同接地点之间的连线称为地 线

4、。把接地平面与大地连接，往往是出于以下考虑：提高设备电 路系统工作的稳定性，静电泄放，为工作人员提供安全保障。接 地的目的：安全考虑，即保护接地。为信号电压提供一个稳定的 零电位参考点（信号地或系统地）屏蔽保护作用。一、接地的类型和作用不同的电路有不相同的接地方式，电子电力设备中常见的接地方式有以下几种：1、安全接地安全接地即将高压设备的外壳与大地连接。一是防止机壳上 积累电荷，产生静电放电而危及设备和人身安全，例如电脑机箱 的接地，油罐车那根拖在地上的尾巴，都是为了使积聚在一起的 电荷释放，防止出现事故；二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电 时，促使电源的保护动作而切断电源，以便保护工作人员的安

5、全， 例如电冰箱、电饭煲的外壳。三是可以屏蔽设备巨大的电场，起 到保护作用，例如民用变压器的防护栏。2、防雷接地当电力电子设备遇雷击时，不论是直接雷击还是感应雷击， 如果缺乏相应的保护，电力电子设备都将受到很大损害甚至报 废。为防止雷击，我们一般在高处（例如屋顶、烟囱顶部）设置 避雷针与大地相连，以防雷击时危及设备和人员安全。安全接地 与防雷接地都是为了给电子电力设备或者人员提供安全的防护 措施，用来保护设备及人员的安全。3、工作接地工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。这个基 准电位一般设定为零。该基准电位可以设为电路系统中的某一 点、某一段或某一块等。当该基准电位不与大地连接时，视

6、为相 对的零电位。但这种相对的零电位是不稳定的，它会随着外界电 磁场的变化而变化，使系统的参数发生变化，从而导致电路系统 工作不稳定。当该基准电位与大地连接时，基准电位视为大地的 零电位，而不会随着外界电磁场的变化而变化。但是不合理的工 作接地反而会增加电路的干扰。比如接地点不正确引起的干扰， 电子设备的共同端没有正确连接而产生的干扰。为了有效控制电 路在工作中产生各种干扰，使之能符合电磁兼容原则。我们在设 计电路时，根据电路的性质，可以将工作接地分以下为不同的种 类，比如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、 电源地等。不同的接地应当分别设置。不要在一个电路里面将它 们混合设在一起

7、，例如数字地和模拟地就不能共一根地线，否则 两种电路将产生非常强大的干扰，使电路陷入瘫痪！4、信号信号地是各种物理量信号源零电位的公共基准地线。由于信 号一般都较弱，易受干扰，不合理得接地会使电路产生干扰，因此对信号地的要求较高。5、模拟地模拟地是模拟电路零电位的公共基准地线。模拟电路中有小 信号放大电路，多级放大，整流电路，稳压电路等等，不适当的 接地会引起干扰，影响电路的正常工作。模拟电路中的接地对整 个电路来说有很大的意义，它是整电路正常工作的基础之一。所 以模拟电路中合理的接地对整个电路的作用不可忽视。6、数字地数字地是数字电路零电位的公共基准地线。由于数字电路工 作在脉冲状态，特别是

8、脉冲的前后沿较陡或频率较高时，会产生 大量的电磁波干扰电路。如果接地不合理，会使干扰加剧，所以 对数字地的接地点选择和接地线的敷设也要充分考虑。7、电源地电源地是电源零电位的公共基准地线。由于电源往往同时供 电给系统中的各个单元，而各个单元要求的供电性质和参数可能 有很大差别，因此既要保证电源稳定可靠的工作，又要保证其它 单元稳定可靠的工作。电源地一般是电源的负极。8、功率地功 率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地线。由于 负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高，如果接地的地 线电阻较大，会产生显着的电压降而产生较大的干扰，所以功率 地线上的干扰较大。因此功率地必须与其它弱电地

9、分别设置，以 保证整个系统稳定可靠的工作。屏蔽与接地应当配合使用，才能起到良好的屏蔽效果。主要 是为了考虑电磁兼容，典型的两种屏蔽是静电屏蔽与交变电场屏 蔽，下面分别介绍：静电屏蔽：当用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来，在 屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量异种的电荷，外侧出现与 带电导体等量的同种电荷，因此外侧仍有电场存在。如果将金属 屏蔽体接地，外侧的电荷将流入大地，金属壳外侧将不会存在电 场，相当于壳内带电体的电场被屏蔽起来了。/电子电气设备的接地陕西银河电力自动化股份有限公司黄耀峰（西安710075）1概述接地是提高电子电气设备电磁兼容性有效的重要手段之一。正确的接地既 能抑制外部电

10、磁干扰的影响，又能防止电子电气设备向外部发射电磁波； 而错误的接地常常会引入非常严重的干扰，甚至会使电子电气设备无法正 常工作。尤其是成套控制设备和自动化控制系统，因为有多种控制装置分 散布置在许多地方，所以它们各自的接地往往会形成十分复杂的接地网 络，不仅需要在系统设计时周密考虑，而且在安装调试时也要仔细检查和 做适当的调整。“地线”是对接地的实施，即按一定的要求，用必要的金属导体或导线把 电路中的某些“地”电位点连接起来，或是将电子电气设备的某一部位(如：外壳)和大地连接起来。狭义上讲，“接地”一一即与地球保持“同 电位”；广义上讲，“接地”一一是电路系统中的“等电位点或等电位 面”，它是

11、电路系统的基准电位，但不一定为大地电位。2电气设备接地的作用及分类2 1电子电气设备接地的作用电子电气设备接地的目的有二，一是处于安全的考虑，二是为了抑制外部 的干扰。(1) 安全的考虑 以确保人员和设备的安全为目的的接地称为“保护接地”，它们必须可靠 地接在大地电位上。一般地说，电子电气设备的金属外壳、底盘、机座都 要可靠接地。（2）抑制外部干扰的考虑电子电气设备的某些部位与大地相连可以起到抑制外部干扰的作用，例如 静电屏蔽层接地可以抑制变化的电场的干扰，电磁屏蔽用的导线原则上可 以不接地，但不接地的屏蔽导线时常会带来静电耦合而产生所谓的“静电 屏蔽”效应，所以仍需要接地为宜。2 2电子电气

12、设备接地的分类一般地说，电子电气设备有许多需要接地的部位，由于电路的性质和接地 的目的不同，必须加以严格区分，需要分成若干独立的子系统，然后连接 在一起进行总接地。从接地的性质看，把接地分为三大类：（1）保护接地电子电气设备的金属外壳、 底盘、机座用良好的导体与大地连接成等电位, 称为保护接地，它对电子电气设备的安全运行和维护人员的生命安全起到 十分重要的作用。（2）屏蔽接地为了抑制变化的电磁场的干扰而采用的多种屏蔽层、屏蔽体，都必须良好 地接地，才能起到良好的屏蔽作用(3) 系统接地图1单相三线制接线图呆护按書世嘅护搔施狄图2三相四线制接线图 要使电子电气设备能正常地运行和稳定可靠地工作，也

13、必须处理好等电位 点的接地问题，这类接地称之为系统接地。对于系统接地来说，由于其工 作性质和用途的不同，又可分为：信号地、模拟地、数字地、电源地、计 算机地、负荷地、外设地等。3接地的方式地线设计是一项重要的设计，也是难度较大的一项设计。在EMC设计的初期就进行地线设计是解决 EMC问题的最有效、最廉价的方法。下面对三大类接地方式分别进行详尽讨论3 1保护接地接地作为一种措施，起源于强电技术，由于强电电压高、容量大，容易危 及人身和设备的安全。因此，从安全的角度考虑，电气设备的金属外壳、 底盘、机座都应与大地良好地连接成等电位，从而在故障状态下保证人身 和设备的安全。电气设备的保护接地有两种方

14、式：（1）保护接零三相四线制供电系统中的中性线即为保护接零线，它是电路环路的重要组成部分。（2）保护接地除零线以外，另外配备一根保护接地线，它与电子电气设备的金属外壳、底盘、机座等金属部件相连，一般情况下，保护接地线是没有电流流动的， 即使有有电流流动也是非常小量的漏电流，所以说，在一般情况下，保护 接地线上是没有电压降的，与之相连的电子电气设备的金属外壳都呈现地 电位，保证了人身和设备的安全。出于上述目的，各国都对保护接地作了必要的规定。例如美国国家电气委 员会在电气法中规定了交流电源的输配电标准，该标准规定了室内115V交流配线为三线制，如图1所示。火线上串有熔丝，负载电流经火线至负 载，

15、再由中线返回。另备有一根保护接地线，该线与设备的金属外壳、底 盘等金属部件相连，当发生故障时，例如负载的绝缘被击穿损坏，保护接 地线上瞬间将有大电流流过，电路中的熔丝或断路器由于大电流流过将很 快把电路切断，从而保证了人身和设备的安全。我国的三相四线制配电系 统与美国的类似，如图2所示，只是电压不同而已。3 2系统接地除了上面介绍的从安全角度出发而考虑的保护接地外，为了保证电子电气 设备正常、稳定和可靠的运行，还必须处理好设备内部系统中各个电路工 作的参考电位，这类基准参考电位的连接线称为“系统接地”。在电子电 气设备控制系统中遇到的大量和经常需要解决的主要接地问题是系统接 地。系统接地线既是各电路中的静态动态电流通道，又是各级电路通过共同的 接地阻抗而相互耦合的途径，从而形成电路间相互干扰的薄弱环节。可以 肯定地讲，电子电气设备中的一切抗干扰措施，几乎都无一例外的与接地 有关。因此，正确的接地是抑制噪声和防止干扰的主要途径，它不仅能保 证电子电气设备正常、稳定和可靠地工作，而且能提高电路的工作精度。反之，不正确的接地，会降低电路的工作精度，严重时还会导致电