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工程師分享:接地和割地,矛盾的兩面

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:工程師,接地,割地

      曾碰到多個和地相關的電子產品開發案例,認為在電子產品地的處理上,有一些個人看法和見解,拿出來和同行一起交流。

      這里所說的接地是指,在電子產品中,將兩個不直接相關聯的導體通過銅箔、焊錫或者導線等連接起來;割地是指,在電子產品中,將兩個直接相關聯的導體,通過某種方式絕緣起來。接地和割地,在本文統稱地的處理。

      地的重要性,可以毫不夸張地說,電子產品中的很多問題其實都和地的處理密切相關,比如小信號系統中的噪聲和干擾問題,大信號系統中的輻射雜散和穩定問題,還包括一些ESD問題,其實都和地的處理密切相關,多年的工作經驗印證了這一點認識。比較實際的例子就是接收機的抗擾性,發射機的雜散、自激問題,說到底還是地沒有處理好的問題。

      接地和割地其實就像一個矛盾中兩個方面,兩種方法都有效,關鍵就看是否用對了地方。經常聽一些同行說,一定要割地,才能把噪聲“絕緣”開來,這個說法其實是不全面的。因為這個取決于噪聲的來源,干擾途徑,噪聲的頻率等因素,當你將噪聲的上述幾個方面了解了之后,你或許會發現接地才是最根本的措施。所以,碰到噪聲問題,首先要弄清楚噪聲的頻率處于哪個范圍,這個一般比較好判斷,通過頻譜儀或者示波器都可以考量得到,還可以通過被干擾電路的工作頻率推斷得到,其次是噪聲源在什么地方,這個可以根據頻率去作判斷和推測,還可以自己做一個簡單的探頭去探測,或者用一種比較土的辦法,用手指去觸碰哪些可能的干擾源來判斷,再者就是噪聲的干擾路徑,這個和所要采取的地的處理措施是密切相關的,決定了應該接地還是割地。干擾路徑無非是輻射耦合和傳導兩種途徑,在具體情況下,究竟應該采取哪種措施,一般要求解決問題的人必須熟悉產品,同時有一定的工作經驗,通過分析判斷和些許嘗試就會搞定問題。

      常用的接地措施,頻率越高,通常可以用刀片刮掉PCB上的藍油或者綠油,然后用焊錫或者銅箔將兩塊分割開的地連接起來;如果電子產品有導體機殼,那么螺絲和PCB的連接也算作是接地,所以螺絲孔的位置也很重要。一些頻率較低的問題,就可以通過短而粗的導線連接起來。接地通常在解決接收機干擾問題,發射機自激和雜散超標,ESD等問題上比較有效。

      常用的割地措施,其實和接地的措施正好相反,切割,拿掉螺絲并用絕緣膠紙進行隔離。割地通常在小信號系統和大信號混合的系統中比較有效,比如傳感器和電機共存的系統中。

      還有一種地的處理方式,就是屏蔽,很多人認為屏蔽和地是沒有關系的。其實,如果從高頻或者射頻傳輸線和波導的角度去看,屏蔽體其實也是地的一種。

      地的處理是一個實踐性比較強的議題,現在大多數做PCB設計的人,要么就是從來不做產品開發和調試,要么就是剛畢業幾年經驗不豐富對地的認識不足,好些有規模的公司也是有專門的一個部門畫PCB,但是從來不參與產品的開發和調試。所以,我們經常會碰到許多和地的處理相關的工程問題。個人認為,搞產品開發和調試的人最好能多畫PCB,畫PCB的人最好能多參與產品的開發和調試。

      作者:vrituoso

    (審核編輯: 智匯胡妮)

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