給大家介紹一下有關(guān)“地”的知識

在電子電路當(dāng)中地的種類和作用特別多，大家很容易混淆，其中就有我們的電源地，信號地，數(shù)字地，模擬地等等，不同的地都有不同的作用，在我們進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候都需要對這些地做特殊的處理才能保證我們板子的信號質(zhì)量，除了這些地之外那么我們經(jīng)常說的單點(diǎn)接地，分地與包地什么意思呢，下面就給大家介紹一下有關(guān)“地”的知識！

首先，我們了解一下什么是電源地，什么是信號地。

不管是電源還是信號，他都有一個(gè)回流路徑，我們的信號在傳播的過程中從導(dǎo)線的輸出端傳到接收端一直都是循環(huán)流動(dòng)的，無論電流流到哪里，都是要流回來的，因此在我們的電路當(dāng)中任何信號都是以一個(gè)閉合回路的形式存在的，我們的電源地指的是電源回路當(dāng)中電流所走的路徑，通常我們的電源流過的電流都比較大，而我們的信號地主要是我們的器件模塊信號回流的一個(gè)路徑，在我們進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候需要如何處理我們的電源地與信號地呢？

一般電源模塊電流流向是先經(jīng)過電容的濾波再進(jìn)入芯片內(nèi)部，然后經(jīng)過我們的電感和濾波電容輸出的，但是我們在設(shè)計(jì)的時(shí)候要特別注意一下他的回流路徑，需要采用最短回流設(shè)計(jì)，對于控制芯片電源的輸入也要考慮與芯片的回流，通常濾波電容會靠近芯片電源與GND管腳放置，這樣電流的回流路徑才短。所以我們一般會把電源的輸入地與輸出地進(jìn)行連接，使其就近返回GND層，如果我們的地沒連接起來，那么我們的電流一般會在離他最近的平面回流，并且會穿過很多的旁路電容，從而在兩端會產(chǎn)生一個(gè)電壓，這樣會產(chǎn)生輻射和噪聲等等的問題。

數(shù)字電路通常借助于地和電源平面來完成回流。高頻信號和低頻信號的回流通路是不相同的，低頻信號回流選擇阻抗最低路徑，高頻信號回流選擇感抗最低的路徑，信號地在PCB設(shè)計(jì)扇孔的環(huán)節(jié)需要就近打孔以保證信號能盡快回流到GND，這樣才能保證信號質(zhì)量，同時(shí)在重要的信號線兩側(cè)打上回流地過孔也可以保證我們的信號線質(zhì)量，這就是我們常說的對信號線的“包地”處理。

那么我們經(jīng)常遇到的模擬地和數(shù)字地是什么意思呢？

模擬地：放大器、采樣保持器、A/D 轉(zhuǎn)換器和比較器的零電位參考點(diǎn)。

數(shù)字地：也叫邏輯地，是數(shù)字電路的零電位參考點(diǎn)。

由于混合信號電路PCB的設(shè)計(jì)很復(fù)雜，元器件的布局、布線以及電源和地線的處理將直接影響到電路性能和電磁兼容性能，那么在我們PCB設(shè)計(jì)時(shí)分地就顯得尤為重要,在設(shè)計(jì)之前我們需要了解一個(gè)原則，那就是系統(tǒng)只采用一個(gè)參考面，要保證只有一個(gè)參考平面那么在我們在布局時(shí)就需要把不同地平面之間的器件區(qū)分開（附圖2），分開之后所有層用我們的分割帶進(jìn)行分割開來，地平面之間最少要有1mm的間距（附圖2和附圖3），在處理信號線或者電源的時(shí)候也要注意不能跨越分割間隙布線，一旦跨越了分割間隙布線，電磁輻射和信號串?dāng)_都會急劇增加。在PCB設(shè)計(jì)中最常見的問題就是信號線跨越分割地而產(chǎn)生EMI問題。

（附圖2）

（附圖3）

那么我們說的單點(diǎn)接地時(shí)什么意思呢？

我們的地平面雖然要分開來，但是他們最終還是要連接起來的，這個(gè)時(shí)候我們就需要用到我們的磁珠或者0歐姆電阻進(jìn)行“單點(diǎn)連接”，單點(diǎn)接地一般適用于低頻電路，一般頻率小于1MHz，主要是因?yàn)榈皖l電路對地阻抗敏感度不高，單點(diǎn)接地又分為“串聯(lián)接地”和“并聯(lián)接地”，串聯(lián)接地方法簡單，但是存在共同地線的原因，導(dǎo)致存在公共地線阻抗，如果此時(shí)串聯(lián)在一起的是功率相差很大的電路，那么互相干擾就非常嚴(yán)重。并聯(lián)單點(diǎn)接地的方式可以避免公共地線耦合的情況，但是每部分電路都需要引地線到接地點(diǎn)上，需要的地線過多，所有這種接地方法也不太實(shí)用。

審核編輯：劉清