单点接地 or 多点接地?
地的处理在电源完整性中起着至关重要的一环,低速电路中,大家对电源完整性和信号完整性不是很在意,但是在高速电路中,电源完整性(PI)和信号完整性(SI)虽说是两个不同概念,但却是相辅相成的关系,都很重要。
本文主要聊一聊电子设备中接地的一些概念。
▉ 接地的含义
电子设备中一般有两种地,一种叫“大地”,也被称为安全地,另一种是“系统基准地”,也被称为信号地。
“接大地”指的是以地球的电位为基准(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接,我们家里很多大功率电器都是三角插头,其中一个就是用来接大地。
接大地的主要的作用就是泄放静电,泄放静电一个是提高设备电路工作的稳定性,还有一个是给操作者提高安全保障。
一些电子设备电路中,虽说没有直接接大地,但是也有系统基准地(信号地),以假设的一个点来作为基准0电平,对电源来说,就是负极,这部分地没有处理好,同样也会影响系统的正常工作。
▉ 接地的目的
在电子设备中良好的接地是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一,提高抗干扰能力,并能减少对外的EMI发射,可以称之为屏蔽地,上面接大地说的泄放静电,可以称之为保护地/防静电接地。
▉ 接地的方式
接地的方式主要有四点:单点接地、多点接地、浮地和混合接地。
1、单点接地:如上右图所示,系统只有一个物理点被定义为接地参考点,电路上需要接地的部分都连接到这一点。单点接地适用于低频电路,一般频率小于1MHz,主要是因为低频电路对地阻抗敏感度不高。
数字地和模拟地、DC-DC的功率地和信号地通常都采用单点接地,此单点接地的物理点多用0欧姆电阻或者磁珠连接至主地。
2、多点接地:系统工作频率变高之后,一般10MHz以上,建议采用多点接地。如上左图所示,多点接地是将各个接地点直接连接到距离它最近的接地平面上。
3、浮地:其有一个重要的应用是交流电源地和直流电源地分开,交流电源的零线一般接地,采用浮地技术,避免了零线上的干扰影响到直流电源。
4、混合接地:指单点接地和多点接地的组合,下图所示,两个系统的接地点都组合到一个公共点,多见于复杂的电路系统中,既有模拟/数字电路,也有高频/低频电路。