接地线(电路中的各种接“地”知识)

Posted 2023-05-27

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电路板是现代电子设备中最基本的组成部分之一。电路板上的各种元器件通过金属导线连接在一起，形成复杂的电路。在这些电路中，接地是至关重要的。本文将介绍电路板中接地相关基础知识，以帮助读者更好地理解电路板的设计和制造。

一、接地的定义和作用

“地”在电子技术中的定义是：作为电路或系统基准的等电位点或平面。电路图和电路板上的GND代表地线或零线。开关电源中比较常见的“地”主要有交流地、直流地、模拟地、数字地、信号地等。

地的符号

接地是指将电路与大地连接在一起，以形成电路的参考点和电流的回路。接地的主要作用是保证电路的安全和稳定。在电路中，接地可以发挥以下作用：

（1）保护电路中的人员和设备

通过接地，电路中的电流可以回流到地面，从而保护人员和设备免受电击等危险。

（2）抑制电磁干扰

在电路板中，许多信号和电源线都需要接地。这些接地点可以消除信号和电源线之间的电磁干扰，提高电路的可靠性和稳定性。

（3）稳定电压和电流

在电路板中，接地还可以稳定电压和电流，使其在一定的范围内保持稳定。

在电路板中，有三种常见的接地方式：单点接地、多点接地和虚地。

（1）单点接地

单点接地是指将所有信号和电源线都连接到同一个接地点。这种方式最简单，也最容易实现。但是，如果电路板很大或者电流很大，单点接地就可能会导致接地电阻过大，从而影响电路的稳定性和可靠性。如图2-1所示：

图2-1

（2）多点接地

多点接地是指将信号和电源线分别连接到不同的接地点。这种方式可以有效降低接地电阻，减少电磁干扰和信号反射等问题。但是，多点接地需要在电路板设计和制造中进行精密的控制，以确保各个接地点的电位相同。如图2-2所示：

图2-2

（3）混合接地

混合接地就是结合单点接地与多点接地的接地方式，一般是在单点接地的基础上通过一些电感或电容多点接地。因为电感、电容在不同的频率下有不同的阻抗从而构成不同的接地结构。混合接地多适用于工作在混合频率下的电路。

（4）虚地

虚地是指将接地点连接到其他信号线上而不是实际的地线。虚地可以在电路板设计中消除地环路，并减少电磁干扰。但是，虚地需要精密的控制和测试，以确保其正常工作。

在电路板设计和制造中，必须遵守各种接地规范和标准，以确保电路板的稳定性和可靠性。以下是几个常见的接地规范和标准：

（1）IPC-2221B

IPC-2221B是电路板设计的标准规范，其中包括了电路板的接地设计要求。该规范要求在电路板设计中，必须确保信号和电源线的接地点距离尽量短，以减少接地电阻和电磁干扰。

（2）IPC-A-600

IPC-A-600是电路板制造的标准规范，其中包括了电路板的接地制造要求。该规范要求在电路板制造中，必须使用可靠的接地方法，并避免接地线松动和接触不良等问题。

（3）UL认证

UL认证是指通过美国安全实验室（Underwriters Laboratories）的认证，确保电子产品的安全和可靠性。在UL认证中，接地是其中一个必须满足的要求之一。

在电路板中，接地是电路设计和制造的重要组成部分。通过正确的接地设计和制造，可以保证电路的稳定性和可靠性，降低电磁干扰和信号反射等问题。在电路板设计和制造中，必须遵守各种接地规范和标准，以确保电路板的质量和安全性。