【你問我答】 選數字地or模擬地?再弄錯找我!
發布時間:2016-10-18 責任編輯:sherry
【導讀】在zai工gong程cheng設she計ji中zhong,從cong參can考kao電dian平ping的de角jiao度du看kan,都dou是shi同tong一yi個ge地di,最zui終zhong都dou要yao接jie到dao一yi起qi獲huo得de相xiang同tong的de參can考kao電dian位wei。對dui於yu地di的de分fen開kai,主zhu要yao是shi從cong布bu線xian的de角jiao度du看kan的de,減jian少shao不bu同tong電dian路lu之zhi間jian地di的de幹gan擾rao,而er電dian源yuan的de地di不bu能neng看kan成cheng模mo擬ni地di,信xin號hao地di也ye不bu能neng看kan成cheng數shu字zi地di。
這主要是根據電路的性能來分割地,對於數字信號3.3v電路,2.5V電路和5V電路的地也可能有分開的需要。即使是同一個供電的數字電路,有時候也有布線的要求,例如大電流的IO部分的地,可能需要單獨處理。
大地一般指機殼,這個部分有ESD和屏蔽的需要的。有些時候電路地通過一個1M電阻同外殼相連,有時候直接連接。要根據應用和ESD的要求來處理。
總之,地的邏輯連接特性和PCB上的物理特性是要區分來看的。理論上講地是0電壓的,但是在實際PCBA上地是有很多噪聲和反彈的。

地的分割與彙接:接地是抑製電磁幹擾、提高電子設備EMC性能的重要手段之一。正確的接地既能提高產品抑製電磁幹擾的能力,又能減少產品對外的EMI發射。
接地的含義:電子設備的“地”通常有兩種含義:一種是“大地”(安全地),另一種是“係統基準地”(信號地)。接地就是指在係統與某個電位基準麵之間建立低阻的導電通路。“接大地”就是以地球的電位為基準,並以大地作為零電位,把電子設備的金屬外殼、電路基準點與大地相連接。
把接地平麵與大地連接,往往是出於以下考慮:
A、提高設備電路係統工作的穩定性;
B、靜電泄放;
C、為工作人員提供安全保障。
接地分類:數字地、模擬地、信號地、交流地、直流地、屏蔽地、浮地
除了正確進行接地設計、安裝,還要正確進行各種不同信號的接地處理。控製係統中,大致有以下幾種地線:
(1)數字地:也叫邏輯地,是各種開關量(數字量)信號的零電位。
(2)模擬地:是各種模擬量信號的零電位。
(3)信號地:通常為傳感器的地。
(4)交流地:交流供電電源的地線,這種地通常是產生噪聲的地。
(5)直流地:直流供電電源的地。
(6)屏蔽地:也叫機殼地,為防止靜電感應和磁場感應而設。
以上這些地線處理是係統設計、安裝、調試中的一個重要問題。下麵就接地問題提出一些看法:
(1)kongzhixitongyicaiyongyidianjiedi。yibanqingkuangxia,gaopindianluyingjiujinduodianjiedi,dipindianluyingyidianjiedi。zaidipindianluzhong,buxianheyuanjianjiandedianganbingbushishenmedawenti,ranerjiedixingchengdehuanludeganraoyingxianghenda,yinci,changyiyidianzuoweijiedidian;但一點接地不適用於高頻,因為高頻時,地線上具有電感因而增加了地線阻抗,同時各地線之間又產生電感耦合。一般來說,頻率在1MHz以下,可用一點接地;高於10MHz時,采用多點接地;在1~10MHz之間可用一點接地,也可用多點接地。
(2)交流地與信號地不能共用。由於在一段電源地線的兩點間會有數mV甚至幾V電壓,對低電平信號電路來說,這是一個非常重要的幹擾,因此必須加以隔離和防止。
(3)浮地與接地的比較。全機浮空即係統各個部分與大地浮置起來,這種方法簡單,但整個係統與大地絕緣電阻不能小於50MΩ。zhezhongfangfajuyouyidingdekangganraonengli,danyidanjueyuanxiajiangjiuhuidailaiganrao。haiyouyizhongfangfa,jiushijiangjikejiedi,qiyubufenfukong。zhezhongfangfakangganraonengliqiang,anquankekao,danshixianqilaibijiaofuza。
(4)模mo擬ni地di。模mo擬ni地di的de接jie法fa十shi分fen重zhong要yao。為wei了le提ti高gao抗kang共gong模mo幹gan擾rao能neng力li,對dui於yu模mo擬ni信xin號hao可ke采cai用yong屏ping蔽bi浮fu技ji術shu。對dui於yu具ju體ti模mo擬ni量liang信xin號hao的de接jie地di處chu理li要yao嚴yan格ge按an照zhao操cao作zuo手shou冊ce上shang的de要yao求qiu設she計ji。
(5)屏蔽地。在控製係統中為了減少信號中電容耦合噪聲、準zhun確que檢jian測ce和he控kong製zhi,對dui信xin號hao采cai用yong屏ping蔽bi措cuo施shi是shi十shi分fen必bi要yao的de。根gen據ju屏ping蔽bi目mu的de不bu同tong,屏ping蔽bi地di的de接jie法fa也ye不bu一yi樣yang。電dian場chang屏ping蔽bi解jie決jue分fen布bu電dian容rong問wen題ti,一yi般ban接jie大da地di;電磁場屏蔽主要避免雷達、電台等高頻電磁場輻射幹擾。利用低阻金屬材料高導流而製成,可接大地。磁場屏蔽用以防磁鐵、電機、變壓器、線圈等磁感應,其屏蔽方法是用高導磁材料使磁路閉合,一般接大地為好。
當信號電路是一點接地時,低頻電纜depingbicengyeyingyidianjiedi。ruguodianlandepingbicengdidianyouyigeyishangshi,jiangchanshengzaoshengdianliu,xingchengzaoshengganraoyuan。dangyigedianluyouyigebujiedidexinhaoyuanyuxitongzhongjiedidefangdaqixianglianshi,shuruduandepingbiyingjiezhifangdaqidegonggongduan;相反,當接地的信號源與係統中不接地的放大器相連時,放大器的輸入端也應接到信號源的公共端。
對於電氣係統的接地,要按接地的要求和目的分類,不能將不同類接地簡單地、renyidilianjiezaiyiqi,ershiyaofenchengruogandulidejiedizixitong,meigezixitongdouyouqigongtongdejiedidianhuojiediganxian,zuihoucailianjiezaiyiqi,shixingzongjiedi。
Q1:為什麼要接地?
Answer:jiedijishudeyinruzuichushiweilefangzhidianlihuodianzidengshebeizaoleijiercaiqudebaohuxingcuoshi,mudeshibaleidianchanshengdeleijidianliutongguobileizhenyinrudaodadi,congerqidaobaohujianzhuwudezuoyong。tongshi,jiediyeshibaohurenshenanquandeyizhongyouxiaoshouduan,dangmouzhongyuanyinyinqidexiangxian(如電線絕緣不良,線路老化等)和設備外殼碰觸時,設備的外殼就會有危險電壓產生,由此生成的故障電流就會流經PE線到大地,從而起到保護作用。
隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)通(tong)信(xin)和(he)其(qi)它(ta)數(shu)字(zi)領(ling)域(yu)的(de)發(fa)展(zhan),在(zai)接(jie)地(di)係(xi)統(tong)中(zhong)隻(zhi)考(kao)慮(lv)防(fang)雷(lei)和(he)安(an)全(quan)已(yi)遠(yuan)遠(yuan)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)了(le)。比(bi)如(ru)在(zai)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)中(zhong),大(da)量(liang)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)信(xin)號(hao)的(de)互(hu)連(lian)要(yao)求(qiu)各(ge)設(she)備(bei)都(dou)要(yao)有(you)一(yi)個(ge)基(ji)準(zhun)‘地’zuoweixinhaodecankaodi。erqiesuizhedianzishebeidefuzahua,xinhaopinlvyuelaiyuegao,yinci,zaijiedishejizhong,xinhaozhijiandehuraodengdiancijianrongwentibixugeiyutebieguanzhu,fouze,jiedibudangjiuhuiyanzhongyingxiangxitongyunxingdekekaoxinghewendingxing。zuijin,gaosuxinhaodexinhaohuiliujishuzhongyeyinrule“地”的概念。
Q2:接地的定義
Answer:在現代接地概念中、對於線路工程師來說,該術語的含義通常是‘線路電壓的參考點’;對於係統設計師來說,它常常是機櫃或機架;對電氣工程師來說,它是綠色安全地線或接到大地的意思。一個比較通用的定義是“接地是電流返回其源的低阻抗通道”。注意要求是”低阻抗”和“通路”。
Q3:常見的接地符號
Answer:PE,PGND,FG-保護地或機殼;BGND或DC-RETURN-直流-48V(+24V)電源(電池)回流;GND-工作地;DGND-數字地;AGND-模擬地;LGND-防雷保護地GND在電路裏常被定為電壓參考基點。
從電氣意義上說,GND分為電源地和信號地。PG是PowerGround(電源地)的縮寫。另一個是SignalGround(信號地)。實際上它們可能是連在一起的(不一定是混在一起哦!)。兩個名稱,主要是便於對電路進行分析。
進一步說,還有因電路形式不同而必須區分的兩種“地”:數字地,模擬地。
數字地和模擬地都有信號地、電源地兩種情況。數字地和模擬地之間,某些電路可以直接連接,有些電路要用電抗器連接,有些電路不可連接。
1
Q4:合適的接地方式
Answer:接jie地di有you多duo種zhong方fang式shi,有you單dan點dian接jie地di,多duo點dian接jie地di以yi及ji混hun合he類lei型xing的de接jie地di。而er單dan點dian接jie地di又you分fen為wei串chuan聯lian單dan點dian接jie地di和he並bing聯lian單dan點dian接jie地di。一yi般ban來lai說shuo,單dan點dian接jie地di用yong於yu簡jian單dan電dian路lu,不bu同tong功gong能neng模mo塊kuai之zhi間jian接jie地di區qu分fen,以yi及ji低di頻pin(f《1MHz)電子線路。當設計高頻(f》10MHz)電路時就要采用多點接地了或者多層板(完整的地平麵層)。
Q5:信號回流和跨分割的介紹
Answer:對於一個電子信號來說,它需要尋找一條最低阻抗的電流回流到地的途徑,所以如何處理這個信號回流就變得非常的關鍵。
第di一yi,根gen據ju公gong式shi可ke以yi知zhi道dao,輻fu射she強qiang度du是shi和he回hui路lu麵mian積ji成cheng正zheng比bi的de,就jiu是shi說shuo回hui流liu需xu要yao走zou的de路lu徑jing越yue長chang,形xing成cheng的de環huan越yue大da,它ta對dui外wai輻fu射she的de幹gan擾rao也ye越yue大da,所suo以yi,PCB布板的時候要盡可能減小電源回路和信號回路麵積。
第二,對於一個高速信號來說,提供有好的信號回流可以保證它的信號質量,這是因為PCB上傳輸線的特性阻抗一般是以地層(或電源層)為參考來計算的,如果
gaosuxianfujinyoulianxudedipingmian,zheyangzhetiaoxiandezukangjiunengbaochilianxu,ruguoyouduanxianfujinmeiyouledicankao,zheyangzukangjiuhuifashengbianhua,bulianxudezukangcongerhuiyingxiangdaoxinhaodewanzhengxing。
所以,布線的時候要把高速線分配到靠近地平麵的層,或者高速線旁邊並行走一兩條地線,起到屏蔽和就近提供回流的功能。
第di三san,為wei什shen麼me說shuo布bu線xian的de時shi候hou盡jin量liang不bu要yao跨kua電dian源yuan分fen割ge,這zhe也ye是shi因yin為wei信xin號hao跨kua越yue了le不bu同tong電dian源yuan層ceng後hou,它ta的de回hui流liu途tu徑jing就jiu會hui很hen長chang了le,容rong易yi受shou到dao幹gan擾rao。當dang然ran,不bu是shi嚴yan格ge要yao求qiu不bu能neng跨kua越yue電dian源yuan分fen割ge,對dui於yu低di速su的de信xin號hao是shi可ke以yi的de,因yin為wei產chan生sheng的de幹gan擾rao相xiang比bi信xin號hao可ke以yi不bu予yu關guan心xin。對dui於yu高gao速su信xin號hao就jiu要yao認ren真zhen檢jian查zha,盡jin量liang不bu要yao跨kua越yue,可ke以yi通tong過guo調tiao整zheng電dian源yuan部bu分fen的de走zou線xian。
Q6:為什麼要將模擬地和數字地分開,如何分開?
Answer:模mo擬ni信xin號hao和he數shu字zi信xin號hao都dou要yao回hui流liu到dao地di,因yin為wei數shu字zi信xin號hao變bian化hua速su度du快kuai,從cong而er在zai數shu字zi地di上shang引yin起qi的de噪zao聲sheng就jiu會hui很hen大da,而er模mo擬ni信xin號hao是shi需xu要yao一yi個ge幹gan淨jing的de地di參can考kao工gong作zuo的de。如ru果guo模mo擬ni地di和he數shu字zi地di混hun在zai一yi起qi,噪zao聲sheng就jiu會hui影ying響xiang到dao模mo擬ni信xin號hao。一yi般ban來lai說shuo,模mo擬ni地di和he數shu字zi地di要yao分fen開kai處chu理li,然ran後hou通tong過guo細xi的de走zou線xian連lian在zai一yi起qi,或huo者zhe單dan點dian接jie在zai一yi起qi。總zong的de思si想xiang是shi盡jin量liang阻zu隔ge數shu字zi地di上shang的de噪zao聲sheng竄cuan到dao模mo擬ni地di上shang。當dang然ran這zhe也ye不bu是shi非fei常chang嚴yan格ge的de要yao求qiu模mo擬ni地di和he數shu字zi地di必bi須xu分fen開kai,如ru果guo模mo擬ni部bu分fen附fu近jin的de數shu字zi地di還hai是shi很hen幹gan淨jing的de話hua可ke以yi合he在zai一yi起qi。
Q7:單板上的信號如何接地?
Answer:對dui於yu一yi般ban器qi件jian來lai說shuo,就jiu近jin接jie地di是shi最zui好hao的de,采cai用yong了le擁yong有you完wan整zheng地di平ping麵mian的de多duo層ceng板ban設she計ji後hou,對dui於yu一yi般ban信xin號hao的de接jie地di就jiu非fei常chang容rong易yi了le,基ji本ben原yuan則ze是shi保bao證zheng走zou線xian的de連lian續xu性xing,減jian少shao過guo孔kong數shu量liang;靠近地平麵或者電源平麵,等等。
Q8:單板的接口器件如何接地?
Answer:有些單板會有對外的輸入輸出接口,比如串口連接器,網口RJ45lianjieqidengdeng,ruguoduitamendejiedishejidebuhaoyehuiyingxiangdaozhengchanggongzuo,liruwangkouhulianyouwuma,diubaodeng,bingqiehuichengweiduiwaidedianciganraoyuan,babanneidezaoshengxiangwaifasong。yibanlaishuohuidandufengechuyikuaidulidejiekoudi,yuxinhaodidelianjiecaiyongxidezouxianlianjie,keyichuanshang0歐姆或者小阻值的電阻。細的走線可以用來阻隔信號地上噪音過到接口地上來。同樣的,對接口地和接口電源的濾波也要認真考慮。
Q9:帶屏蔽層的電纜線的屏蔽層如何接地?
Answer:屏(ping)蔽(bi)電(dian)纜(lan)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)都(dou)要(yao)接(jie)到(dao)單(dan)板(ban)的(de)接(jie)口(kou)地(di)上(shang)而(er)不(bu)是(shi)信(xin)號(hao)地(di)上(shang),這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)信(xin)號(hao)地(di)上(shang)有(you)各(ge)種(zhong)的(de)噪(zao)聲(sheng),如(ru)果(guo)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)到(dao)了(le)信(xin)號(hao)地(di)上(shang),噪(zao)聲(sheng)電(dian)壓(ya)會(hui)驅(qu)動(dong)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu)沿(yan)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)向(xiang)外(wai)幹(gan)擾(rao),所(suo)以(yi)設(she)計(ji)不(bu)好(hao)的(de)電(dian)纜(lan)線(xian)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)最(zui)大(da)噪(zao)聲(sheng)輸(shu)出(chu)源(yuan)。當(dang)然(ran)前(qian)提(ti)是(shi)接(jie)口(kou)地(di)也(ye)要(yao)非(fei)常(chang)的(de)幹(gan)淨(jing)。
混合電路裏麵做標示用的,VCC表示模擬信號電源,GND表示模擬信號地,VDD表示數字信號電源,VSS表示數字電源地。
VCC主要表示Bipolar電路的電源,C表示Collector集電極,電源一般接在NPN的集電極(或PNP的發射極),集成電路剛出現時隻有NPN管,後來才有集成進去的PNP管。VDD/VSS一般表示MOS電路的電源和“地”,D/S分別表示MOS管的Drain(漏)/Source(源)。
最後談一下接地方式的一般選取原則:
對於給定的設備或係統,在所關心的最高頻率(對應波長為)入上,當傳輸線的長度L〉入,則視為高頻電路,反之,則視為低頻電路。根據經驗法則,對於低於1MHZ的電路,采用單點接地較好;對於高於10MHZ,則采用多點接地為佳。對於介於兩者之間的頻率而言,隻要最長傳輸線的長度L小於/20 入,則可采用單點接地以避免公共阻抗耦合。
相關閱讀:
模擬地、數字地是否需要隔離,如何隔離?
電源地與信號地原來是這種關係
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 三星上演罕見對峙:工會集會討薪,股東隔街抗議
- 摩爾線程實現DeepSeek-V4“Day-0”支持,國產GPU適配再提速
- 築牢安全防線:智能駕駛邁向規模化應用的關鍵挑戰與破局之道
- GPT-Image 2:99%文字準確率,AI生圖告別“鬼畫符”
- 機器人馬拉鬆的勝負手:藏在主板角落裏的“時鍾戰爭”
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
NFC
NFC芯片
NOR
ntc熱敏電阻
OGS
OLED
OLED麵板
OmniVision
Omron
OnSemi
PI
PLC
Premier Farnell
Recom
RF
RF/微波IC
RFID
rfid
RF連接器
RF模塊
RS
Rubycon
SATA連接器
SD連接器
SII
SIM卡連接器
SMT設備
SMU
SOC
SPANSION

