如何通过接地技术来抑制EMI干扰

1 为什么要接地呢？

接地技术的引入最初是为了防止电力或电子等设备遭雷击而采取的保护性措施，目的是把雷电产生的雷击电流通过避雷针引入到大地，从而起到保护建筑物的作用。同时，接地也是保护人身安全的一种有效手段，当某种原因引起的相线（如电线绝缘不良，线路老化等）和设备外壳碰触时，设备的外壳就会有危险电压产生，由此生成的故障电流就会流经PE线到大地，从而起到保护作用。随着电子通信和其它数字领域的发展，在接地系统中只考虑防雷和安全已远远不能满足要求了。比如在通信系统中，大量设备之间信号的互连要求各设备都要有一个基准‘地’作为信号的参考地。而且随着电子设备的复杂化，信号频率越来越高，因此，在接地设计中，信号之间的互扰等电磁兼容问题必须给予特别关注，否则，接地不当就会严重影响系统运行的可靠性和稳定性。最近，高速信号的信号回流技术中也引入了“地”的概念。

2 地线引发干扰问题的原因

首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗，而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗，这个阻抗主要是由导线的电感引起的。任何导线都有电感，当频率较高时，导线的阻抗远大于直流电阻。在实际电路中，该干扰的信号往往是脉冲信号，脉冲信号包含丰富的高频成分，因此会在地线上产生较大的电压。对于数字电路而言，干扰的频率是很高的，因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。所以地线是等电位的假设不成立。

再看一下地平面电势模型，可以更直观理解到地平面电势的分布情况。

增加导线的直径对于减小直流电阻是十分有效的，但对于减少交流阻抗的作用很有限。在EMC中，人们最关心的是交流阻抗。为了减少交流阻抗，可以选择用金属结构件来作为不完整地平面的补充以降低地平面阻抗。地势的不平衡是引起地面噪声的主要原因，所以我们要找对策，借助机器结构特点，尽量接地，使之电势平衡。

PCB每一个大面积的地，预留一个可接地点

如：可借助铁壳接地的主板

当PCB主板不借助铁壳接地时，因电势不平衡引起地面噪声，会有比较强的噪声干扰，测试数据如下：

当PCB主板借助铁壳接地时，地平面电势较平衡，噪声就减少了，测试数据如下：

众所周知，辐射干扰有三要素：干扰源、耦合路径和敏感源，针对这三要素，抑制EMI的基本措施有屏蔽、滤波和接地，因此良好接地只是抑制EMI的方式之一，也可根据整改设备的复杂程度，综合运用这些措施。对于EMC方面，接地的好坏会直接影响到设备内部和外部的电磁兼容性，这篇小作希望能给大家带来一种对良好接地的思考，起到抛砖引玉的作用。

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