原创 设计中需注意的接地问题

今天讨论一个并不复杂但常被忽视的接地隐患问题。

理论上讲，如果有一个超级大电容的地层，多少电荷上去都几乎不会引起地层电平的浮动，而且电荷泄放到此地线层的路径阻抗为0（交流阻抗和直流阻抗均为0）的话，具备了这两个特征的地，则是理想的地，这样的地是可以随便接的，反正它总是稳的。但实际上因为超级大电容难实现，而且泄放地线也不可能阻抗为0，才导致出现了形形色色的接地问题。以下探讨的就是因为地不理想才产生的问题。

示波器的220V输入三芯线里的地线，与表笔的信号地线常常是相通的。如果被测设备的保护地和信号地是隔离的，示波器接上则有将保护地与信号地意外联通的隐患，除了话费，“联通”并不总是好的。

如果信号测量时表笔信号地接的不是信号地，而是电路中的某一中间电平，您的目的是为测一个差分信号，后果则是中间电平被强行拉地，电路还能否正常工作都是个问题。即使能工作，测量也未必准，以一个不一定准确的测量结果，来判断一个电路的状态，相当于医疗上的误诊，后果很严重。

所以常常有人把示波器的Gnd针拔掉，但如果示波器的壳体是金属的，也是有隐患的。会通过示波器入口滤波器的共模滤波电容分压导致机壳带100来伏的电压，人摸上去有电击的风险。

曾有一次电力设备设计审核，我问设计师信号地和外壳地是否是通的，设计师肯定的告诉我没有，绝对没有，已经隔离了。出于对人品的认可，认可了他的答复。但后来怎么弄都不好。趁伊上厕所的空隙，手欠的拿万用表随手量了一下两个地，表居然叫了，非常意外。伊身轻气爽的回来后，听到这消息也是颇为惊诧。经反复查找，发现问题出在天线安装部位，天线及收发模块是外购的，天线安装的基座固定在机壳上，而收发系统的信号地与天线基座相通，基座与外壳又通过螺钉相通了。人际关系学上有个“六分度理论”，任何人，通过最多六个人，可以结识地球上的任何人。电路上的不同地不知是否也符合这条理论。不过相信来自星星的都教授肯定是不符合的了。

另一次案例，卫星通信设备，因为波导管及天线的特殊结构，设计成了设备金属基座是信号地，在设备中，保护地通过网电源的地走出去了到大地，基座平时浮起来与大地是隔离的。后来安装在船上，船出海时设备良好，船一靠岸，为了环保节能，换上市电，设备就容易这疼那痒的坏。原因是在船上，基座（也是信号地）接到了船体，海上的船体接地环境是良好的，接了就接了，但岸边的接地环境不佳，不干净的大地通过联通接到了信号地上，想不坏点什么也难，出淤泥而不染，是需要点定力的。

凡此类型，案例多多，常见的潜在点有几个地方：

传感器线缆的屏蔽层，有些传感器厂家为了保证传感器测量效果的准确度，会把传感器的外壳与信号地相通，而传感器外壳又是接线缆屏蔽层的，即使我们自己设计的设备保护地和信号地隔离了，一旦接上传感器，还是会通过 线缆屏蔽层 - 传感器电路 - 再返回到我们的主机 ，使两个地纠结不清。

无线通讯收发模块、功率机构的驱动板卡、电源模块、相连设备的数据线缆的意外联通机理基本同上。

以上问题不难，小心即可。较好的做法可参考正规大电源厂家生产的模块，其将220V保护地、+12V的地、+5V的地全都在接线端子处单独给出（这俩的12V地与5V地来自于不同的变压器绕组的情况下），毫不相连。这种办法就不错，如小肥羊吃火锅，想吃什么自己去拼就好了。人自己选择的东西，即使出了问题，从他自己身上找原因，不好吃也得将就了，怪不得旁人来。