电子产品的接地和割地
巧学模电数电单片机 2022-01-05

曾碰到多个和地相关的电子产品开发案例,认为在电子产品地的处理上,有一些个人看法和见解,拿出来和同行一起交流。


这里所说的接地是指,在电子产品中,将两个不直接相关联的导体通过铜箔、焊锡或者导线等连接起来;


割地是指,在电子产品中,将两个直接相关联的导体,通过某种方式绝缘起来。


接地和割地,在本文统称地的处理。


地的重要性,可以毫不夸张地说,电子产品中的很多问题其实都和地的处理密切相关。


比如小信号系统中的噪声和干扰问题。


大信号系统中的辐射杂散和稳定问题。


还包括一些ESD问题,其实都和地的处理密切相关,多年的工作经验印证了这一点认识。


比较实际的例子就是接收机的抗扰性,发射机的杂散、自激问题,说到底还 是地没有处理好的问题。


接地和割地其实就像一个矛盾中两个方面,两种方法都有效,关键就看是否用对了地方。


经常听一些同行说,一定要割地,才能把噪声“绝缘”开来,这个说法其实是不全面的。


因为这个取决于噪声的来源,干扰途径,噪声的频率等因素,当你将噪声的上述几个方面了解了之后,你或许会发现接地才是最根本的措施。


所以,碰到噪声问题,首先要弄清楚噪声的频率处于哪个范围,这个一般比较好判断,通过频谱仪或者示波器都可以考量得到。


还可以通过被干扰电路的工作频率推断得到。


其次是噪声源在什么地方,这个可以根据频率去作判断和推测。


还可以自己做一个简单的探头去探测。


或者用一种比较土的办法,用手指去触碰哪些可能的干扰源来判断。


再者就是噪声的干扰路径,这个和所要采取的地的处理措施是密切相关的,决定了应该接地还是割地。


干扰路径无非是辐射耦合和传导两种途径,在具体情况下,究竟应该采取哪种措施,一般要求解决问题的人必须熟悉产品。


同时有一定的工作经验,通过分析判断和些许尝试 就会搞定问题。


常用的接地措施,频率越高,通常可以用刀片刮掉PCB上的蓝油或者绿油,然后用焊锡或者铜箔将两块分割开的地连接起来;


如果电子产品有导体机壳,那么螺丝和PCB的连接也算作是接地。


所以螺丝孔的位置也很重要。


一些频率较低的问题,就可以通过短而粗的导线连接起来。


接地通常 在解决接收机干扰问题,发射机自激和杂散超标,ESD等问题上比较有效。


常用的割地措施,其实和接地的措施正好相反,切割,拿掉螺丝并用绝缘胶纸进行隔离。


割地通常在小信号系统和大信号混合的系统中比较有效,比如传感器和电机共存的系统中。


还有一种地的处理方式,就是屏蔽,很多人认为屏蔽和地是没有关系的。


其实,如果从高频或者射频传输线和波导的角度去看,屏蔽体其实也是地的一种。


地的处理是一个实践性比较强的议题,现在大多数做PCB设计的人,要么就是从来不做产品开发和调试。


要么就是刚毕业几年经验不丰富对地的认识不足,好些有规模的公司也是有专门的一个部门画PCB,但是从来不参与产品的开发和调试。


所以,我们经常会碰到许多和地的处理相关的工程问题。个人认为,搞产品开发和调 试的人最好能多画PCB,画PCB的人最好能多参与产品的开发和调试。


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