接地是電路設(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)的內(nèi)容，但又是幾乎沒(méi)人說(shuō)得清的，幾乎每次的培訓(xùn)和交流都會(huì)有人問(wèn)到“老師，有沒(méi)有一種通用的接地方法可以參考?。?rdquo;如果想知道這個(gè)問(wèn)題的答案，請(qǐng)繼續(xù)耐著性子讀下去。
        我先給出一個(gè)斬釘截鐵的答案：“沒(méi)有”。那咋辦呢，我們總不能像中國(guó)的廚師一樣，教徒弟炒菜時(shí)，用到的配料都是“少許”“顏色微黃”“微焦”等感覺(jué)性詞語(yǔ)吧，當(dāng)然不是。為了更好的明了接地的技巧方法，下文中將不再講究任何的文字技巧，而是一針見(jiàn)血的道出接地問(wèn)題的本質(zhì)來(lái)。
        接地方式←接地目的←接地的功能，所以采取哪種接地方式，要看地是哪類地，這類地的作用目的是什么，這兩個(gè)問(wèn)題解決了，接地方式則可水到渠成。
        接地的目的決定了接地方式。同樣的電路，不同的目的，可能都要采取不同的接地方式。這個(gè)觀點(diǎn)一定記住。比如同樣的電路，用在便攜設(shè)備上，靜電累積泄放不掉，接地的目的是地電位均衡；用在不可移動(dòng)的設(shè)備上，一般會(huì)有安全接地措施，對(duì)靜電泄放的接地目的是導(dǎo)通阻抗足夠低，尤其是對(duì)于尖峰脈沖的高頻導(dǎo)通阻抗。
        一下講解地的注意事項(xiàng)分成幾個(gè)獨(dú)立的觀點(diǎn)分別介紹，每一條的內(nèi)容雖然簡(jiǎn)單，建議一定反復(fù)讀上N遍，象面對(duì)一杯好茶，讓心跳在60bpm以下的狀態(tài)，細(xì)細(xì)的品，感覺(jué)其中的美感和內(nèi)涵。然后才可能從簡(jiǎn)單的詞語(yǔ)中悟出深刻的道理來(lái)。
        1、 從性能分，接地分成四類：
        安全接地、工作接地（數(shù)字地、模擬地、功率器件地）、防浪涌接地（雷擊浪涌、上電浪涌）、防靜電接地。
        前文書中講過(guò)，“接地的目的決定了接地方式”，目的即指其實(shí)現(xiàn)的功能?；旧纤械慕拥囟伎梢詺w結(jié)到這四類里面來(lái)。每個(gè)接地前都要先明確該接地屬于哪一種。
        2、 接地追求的目標(biāo)是地阻抗低、地穩(wěn)定、地均衡。
        地阻抗低很好理解，用粗的線纜即可，但有一個(gè)問(wèn)題一定不能忽視，比如我通過(guò)一個(gè)大電感接地了，如果地線上跑的地電流的波動(dòng)頻率是0.00000001Hz，這個(gè)大電感的感性效應(yīng)表現(xiàn)得就很不明顯，等同于直接接地了，但如果波動(dòng)電流是1000000Hz的話，感抗=j ω L=j 2 π f L，就顯得很大了，這種情況下，相當(dāng)于高頻接地很差。各位看官可能會(huì)說(shuō)了，你胡來(lái)吧你，誰(shuí)會(huì)用個(gè)大電感接地呢，第一是在某種狀態(tài)下會(huì)有這種方式的，第二是即使不這樣接個(gè)電感，普通電纜的走線電感在高頻下也是不容忽視的?？偨Y(jié)為一句話，低頻接地 ≠ 高頻接地。即低阻抗的接地要分析是屬于高頻還是低頻的接地。
        地穩(wěn)定是比較好理解的，一般來(lái)說(shuō)，接地阻抗足夠低的話，地電流瀉放容易，且不會(huì)在底線上產(chǎn)生啥子壓降，就如一個(gè)超大的電容，電荷的海洋，具有無(wú)限寬廣的胸懷，多少進(jìn)來(lái)都波瀾不驚。
        地均衡比較容易被忽視，對(duì)于一個(gè)信號(hào)來(lái)說(shuō)，有用部分是兩條線上的壓差，如果地線漂移了，兩條線上對(duì)地線的壓差同等的上升或下降，即差模電壓值維持不變，共模電壓發(fā)生變化，其實(shí)電路功能是照常實(shí)現(xiàn)的。就像水漲船高，您比我高3cm，站在船上，船上浮了，您依然還是高我3cm。這種情況在靜電防護(hù)的時(shí)候常用到，一個(gè)靜電脈沖通過(guò)空氣打到電路板上，針對(duì)局部的電路，距離遠(yuǎn)近的不同，肯定會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生靜電感應(yīng)的壓差。這時(shí)候用一塊金屬板隔一下的話，即使該金屬板浮空，對(duì)金屬板后面的電路板來(lái)說(shuō)，感應(yīng)的將是均勻的電場(chǎng)，雖然感應(yīng)干擾仍然存在，但起碼電路上是基本均衡的。當(dāng)然如果此金屬板接地更好啦。當(dāng)然共模電壓一般不會(huì)維持住，因?yàn)閭鬏斁€的阻抗不均勻，往往會(huì)轉(zhuǎn)成差模電壓干擾，地均衡的問(wèn)題最好不要讓我們面對(duì)，但沒(méi)辦法的時(shí)候，如浮地設(shè)備，不得不受到靜電沖擊的電路板，防護(hù)時(shí)候要考慮地均衡問(wèn)題。
        3、 共地阻抗耦合干擾
        共地阻抗耦合干擾是接地里面每天都要面對(duì)的核心問(wèn)題，并且?guī)缀跆颖懿婚_。就像電影院里散場(chǎng)的時(shí)候，你從最里頭的一號(hào)廳出來(lái)，沒(méi)幾個(gè)人，走來(lái)很通暢，突然二號(hào)廳也散場(chǎng)了，一下子通道就擁擠了，再繼續(xù)前行，壞了，三號(hào)廳正在放觀眾入場(chǎng)，一下子，人流就波動(dòng)起來(lái)了。這和共地阻抗是一個(gè)原理，通道相當(dāng)于地線，人相當(dāng)于電流。如果一、二、三號(hào)廳流動(dòng)的人差不多，相互之間影響不太大，但如果3號(hào)廳是大廳，人員是一、二號(hào)廳的好多倍，那進(jìn)出三號(hào)廳的人員將會(huì)對(duì)一、二號(hào)廳人員流動(dòng)速度的影響很大。一、二、三號(hào)艇的客人都要走過(guò)的這段路就成了共地阻抗。
        以下圖為例，圖1中，RAB段的電阻就是共地阻抗部分，流過(guò)這段的地電流Io、Ia、Id三部分在這段會(huì)相互影響；如果這三個(gè)電流差別較大，差出了1-2個(gè)數(shù)量級(jí)的話，相互之間的影響就不可以忽視了，尤其是某個(gè)弱地電流支路是用于定量測(cè)量、放大或AD轉(zhuǎn)換電路的時(shí)候；圖2則把Id對(duì)另外兩個(gè)之路的影響隔離掉了；圖3則是三個(gè)地電流全部分別隔離了。

        4、較通用型的接地方法
        這個(gè)標(biāo)題用了個(gè)“較”字，是有原因的，因?yàn)橥ㄓ玫慕拥胤椒ǜ静淮嬖?，這只是個(gè)基礎(chǔ)的模型，真正使用中的時(shí)候，還需要結(jié)合實(shí)際情況靈活變通處理，就像語(yǔ)言，同樣一句話“你討厭”，用不同語(yǔ)氣講出的時(shí)候，傳遞的信息可是千差萬(wàn)別。 基本思路是，在設(shè)計(jì)上，把安全保護(hù)地、工作數(shù)字地、工作模擬地、工作功率地、雷擊浪涌地、屏蔽地先確保各自獨(dú)立的單獨(dú)連接，最后在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的時(shí)候，再根據(jù)各地之間要解決的問(wèn)題，即根據(jù)接地的目的，將這幾個(gè)地按照下列的之間的聯(lián)接方式處理下，連接方式包括：
        a地--地間黃綠導(dǎo)線直聯(lián)
        這種接法最好理解，就是簡(jiǎn)單的使兩個(gè)地可靠的低阻抗導(dǎo)通。但切記，此種接法僅限于中低頻信號(hào)電路地之間的接法。因?yàn)檫@類導(dǎo)線上有一定的走線電感和走線電阻，對(duì)高頻波動(dòng)地電流，在電感作用下，電纜起到的是大阻抗的作用，相當(dāng)于低頻接地，高頻下大阻抗接地了，基本不能實(shí)現(xiàn)高頻下的可靠導(dǎo)通。
        b地--地間寬扁平電纜直聯(lián)
        扁平電纜主要是解決上面導(dǎo)線直聯(lián)不能解決的問(wèn)題，靜電測(cè)試工作臺(tái)的接地電纜不用直線就是這個(gè)道理，它在高頻下可以實(shí)現(xiàn)地阻抗對(duì)地導(dǎo)通。
        c地--地間大電阻連接
        大電阻的特點(diǎn)是一旦電阻兩端出現(xiàn)壓差，就會(huì)產(chǎn)生很弱的導(dǎo)通電流，把地線上電荷瀉放掉之后，最終實(shí)現(xiàn)兩端的壓差=0V，這個(gè)特點(diǎn)在希望電荷瀉放，但又不希望快速瀉放的時(shí)候，會(huì)表現(xiàn)得淋漓盡致。生產(chǎn)工作現(xiàn)場(chǎng)的防靜電臺(tái)墊，導(dǎo)通電阻一般是106-109歐，就是這個(gè)目的。防靜電臺(tái)墊相當(dāng)于是工作電路板的地與保護(hù)大地間的大電阻。 c地--地間電容連接 電容的特性是直流截止，交流導(dǎo)通，對(duì)希望實(shí)現(xiàn)這類功能的場(chǎng)合可以考慮采取此方法。比如一個(gè)開關(guān)電源供電的產(chǎn)品，外殼和保護(hù)接地連接，里面的電路板上的地有雜亂波動(dòng)干擾，但又無(wú)處瀉放的話，在24V、12V、5V等的直流電源地與保護(hù)接地間跨接大電容，波動(dòng)可以被瀉放掉，但直流成分能保證是較穩(wěn)的；注意，這種情況下，保護(hù)地和外殼地的穩(wěn)定不能保證的話，效果可能會(huì)適得其反歐。
        d地--地間磁珠連接
        在這里，磁珠的特性需要明確一下，很多工程師經(jīng)常把磁珠與電感劃等號(hào)，這是根本性錯(cuò)誤。磁珠等同于一個(gè)隨頻率變化的電阻，它表現(xiàn)的是電阻特性，是耗損性質(zhì)的；電感則是儲(chǔ)能性質(zhì)的，相當(dāng)于銷峰填谷。所以跨接磁珠的地之間一般是有快速小電流波動(dòng)的狀態(tài)，因?yàn)榇胖闀?huì)飽和，電流太大了，它消耗不了。一般用在弱信號(hào)的地--地之間。
        e地--地間電感連接
        電感具有抑制電路狀態(tài)變化的特性，通過(guò)電感的連接，可以銷峰填谷，對(duì)于有較大電流波動(dòng)的地--地，跨接電感可以解決這個(gè)問(wèn)題。
        f地--地間小電阻連接
        小電阻要解決的問(wèn)題是增加了一個(gè)阻尼，阻礙地電流快速變化的過(guò)沖，在電流變化時(shí)候，使沖擊電流上升沿變緩，相當(dāng)于晶振輸出端、總線輸出端為減少過(guò)沖振鈴的匹配電阻。
        5、 安全地、防雷擊浪涌接地的接法
        因?yàn)槔讚衾擞?、安全地的電流一般?huì)遠(yuǎn)大于信號(hào)電流對(duì)人的危害，這兩個(gè)接地建議分別單獨(dú)接到大地，在真正的大地處單點(diǎn)相接，尤其是防雷擊接地。
        這篇文章耗時(shí)大約月余，各種思路一直盤旋于心，卻有無(wú)從做起，在我的身上，也印證了接地這個(gè)問(wèn)題與我們的關(guān)系，最熟悉又最陌生，最簡(jiǎn)單又最復(fù)雜，最易上路又最難達(dá)到終點(diǎn)。希望通過(guò)粗淺的總結(jié)，為我們浮在云里霧端的接地設(shè)計(jì)提供一個(gè)落地的云梯，使接地的設(shè)計(jì)真正能接到地氣上來(lái)。
        網(wǎng)友的理解：
        地線，在電氣（Eletrical）和電子(Electronic)兩個(gè)不同的理解中有較大的差異性。以汽車電子為例：
        1. 以前我涉及的車身電子（BCM等）幾乎都是談的是Electronic Ground，這里的地線通常是指信號(hào)的返回路徑。一個(gè)模塊的總的地線，無(wú)論分成一個(gè)引腳還是兩個(gè)引腳，都是通過(guò)車身配置后連接至電池的負(fù)極和大地的。因此在模塊內(nèi)部的分地和地線策略更多的都是集中于處理不同的信號(hào)經(jīng)由不同的路徑返回的時(shí)候的處理。涉及的問(wèn)題大部分都集中于低阻抗的返回路徑，不能使不同的信號(hào)在返回環(huán)節(jié)上出現(xiàn)干擾。
        在這個(gè)細(xì)節(jié)處理上，才會(huì)衍生出功率地線，模擬地線，數(shù)字地線和浪涌地線等不同的功能，這幾乎都是針對(duì)避免共地阻抗耦合干擾。不同頻率，類型和電流的信號(hào)沿著同一個(gè)返回路徑回去，總是能產(chǎn)生一些意想不到的問(wèn)題的。因?yàn)殡妷菏莻€(gè)相對(duì)的概念，如果正級(jí)不變的情況下，地線出現(xiàn)波動(dòng)，那么壓差就會(huì)變化，這是所有的微弱信號(hào)采集和調(diào)理中都會(huì)關(guān)注的問(wèn)題。
        更為關(guān)鍵的是電路板上存在著大大小小的寄生參數(shù)和等效的電阻，這些電阻和寄生的電容和電感會(huì)加劇這個(gè)現(xiàn)象。武老師談的地線連接的方法，也正是在將每個(gè)IC和其不同信號(hào)返回路徑隔離后進(jìn)行的橋接。如果不考慮這一點(diǎn)則會(huì)造成彼此的獨(dú)立和偏移的問(wèn)題。
        2. 高壓模塊，比如DC-DC和逆變器模塊。里面就涉及到了安全地的問(wèn)題。電氣地一般都是將大地作為模塊的接地參考點(diǎn)，其目的主要有三個(gè)方面：
        1）安全地也稱保護(hù)地，將模塊正常運(yùn)行時(shí)不帶電的金屬外殼和接地裝置之間作良好的電氣連接，形成一個(gè)低阻抗的回路，這是防范在較高電壓下如果絕緣出現(xiàn)問(wèn)題（環(huán)境影響確實(shí)會(huì)影響電流泄漏），因此采用保護(hù)地來(lái)保護(hù)人員安全而設(shè)置的一種接線方式。
        當(dāng)人體觸及到外殼已帶電的電氣設(shè)備時(shí)，由于接地體的接觸電阻遠(yuǎn)小于人體電阻，絕大部分電流經(jīng)接地體進(jìn)入大地，只有很小部分流過(guò)人體，不致對(duì)人的生命造成危害。
        2） 防靜電接地，泄放模塊上所積累的電荷，避免電荷積累使外部懸空的電位升高，造成電路工作的不穩(wěn)定，這不僅僅是考慮模塊內(nèi)部的地線也需要考慮模塊的外殼上累積的電荷。
        3） 屏蔽地，避免在外界電磁環(huán)境的作用下使模塊對(duì)大地的電位發(fā)生變化，產(chǎn)生很多的不期望出現(xiàn)的干擾和電荷。