接地技术
本帖最后由 Ms.huang 于 2025-4-2 16:26 编辑接地是指在系统与某个电位基准面之间建立低阻的导电通路,是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一。正确的接地既能提高产品抑制电磁干扰的能力,又能减少产品对外的EMI发射。一、接地的定义与目的
1、定义:
[*]安全地(大地):以地球电位为基准,连接设备外壳或基准点至大地(作为零电位点),用于泄放静电、保障人员安全及提升系统稳定性。
[*]系统基准地(信号地):为电路提供稳定的零电位参考点,确保信号完整性。
2、核心目的:
[*]安全保护:防止静电积累与电击风险。
[*]信号稳定性:提供低阻抗参考电位,减少电磁干扰(EMI)。
[*]屏蔽防护:抑制外部电磁场对设备的干扰。
二、基本接地方式
1、单点接地:为了减少接地阻抗,避免辐射,地线的长度应小于1/20波长。
特点:全系统仅一个接地点,适用于低频电路(<1MHz)。
局限性:高频时地线易形成天线效应(长度≥λ/4时产生驻波),导致辐射干扰。
2、多点接地:
特点:各接地点就近连接至地平面,适用于高频电路(>10MHz)。
优势:缩短接地路径,减少高频阻抗。
风险:易形成接地环路,需注意环路干扰控制。
3、浮地:
特点:设备地线与大地绝缘,适用于特殊场景(如高隔离需求)。
局限性:抗干扰能力弱,不适用于复杂系统。
4、混合接地:结合单点与多点接地,适用于中频范围(1MHz~10MHz),需确保接地路径长度<λ/20。
三、接地方式选取原则
四、典型应用场景
1、系统接地:确保整体系统的电位基准与安全防护。
2、背板接地:
高频数字系统(如10G背板):采用多点接地(BGND除外),所有地(GND、PGND等)就近连接至背板,减少环路干扰。
3、单板接地:
分割与汇接:
[*]不同类型地(如DGND、AGND)通过磁珠或单点贯通连接;
[*]电源与地分割处需设置滤波电容(如0.1μF),阻断EMI传播路径。
关键措施:优化滤波器、共模线圈布局,避免参考平面耦合干扰。
五、案例分析
问题:某单板因拉手条定位孔未金属化(致使该板的拉手条并未接到保护地上),导致ESD测试时复位故障。
解决方案:修改设计,将拉手条接至保护地(PGND),静电泄放路径恢复,ESD测试通过。
接地设计需综合考虑频率特性、安全需求及EMC目标,通过合理选择接地方式与拓扑,可显著提升设备抗干扰能力并降低对外干扰。
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