聊聊接地对EMC的影响（一）

Part 1

接地的目的

在一个产品中，接地是一个非常重要的问题，它直接关系着EMC是否合规。特别是大型设备中，涉及到多个系统和子系统的接地。

一个好的接地系统，对于产品EMC来说，已经成功了一半。

接地的目的有哪些呢？

下面我们简单介绍一下：

• 接地可以使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，这样可以保证各个电路之间没有电位差，从而保证了电路系统的稳定运行。
• 接地可以防止外界电磁场的干扰。

例如，

机壳接地可以为瞬态干扰提供泄放通道。

也可使因静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放。

否则，这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。

另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。

• 保证电子产品安全工作。

例如，

电子设备可以避免当发生雷击时的损坏。

当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其他原因直接与机壳相通时（此时会产生漏电流），可避免操作人员触电，这也是设备说明书中一直强调的要机壳良好接地的原因。

此外， 很多医疗设备都与患者的人体直接相连，如监护仪等，当机壳因为没有良好接地而带有电压时， 将发生致命危险。

• 另外，接地可以减小流过产品中PCB板的共模干扰电流， 同时可以避免产品内部的高频EMI信号流向产品中的等效发射天线。

因此，接地通常是抑制噪声、防止干扰的主要方法。

接地可以理解为一个等电位点或等电位面（可以是PCB中的一个某一个接地层，也可以是产品的金属机架），是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。

为了防止雷击可能造成的损坏和保护工作人员的人身安全，电子设备的机壳和机房的金属结构件等，必须与大地相连接，并保证一定的接地阻抗（如有的系统要求不大于0.1Ω）。

Part 2

举例说明

通常，接地是一个比较广泛的概念｡ 它可以是PCB中的地层，也可以是金属外壳，也可以是建筑物中的接地桩或者是地球本身。

对逻辑电路而言, 地指的是逻辑电路和元件的参考电平, 这个地可以不连接到大地上, 作为逻辑电平的参考地, 其电位差的典型值必须小于mV级。

如下图所示的例子中

如果电路的逻辑电平是 3.3V的TTL电平, 共模电流流过的接地平面引起的压降大于0.4V, 就可能产生误码，从而导致EMC测试不通过。

又比如，某高速数字电路中的地平面不完整, 如下图所示, 电缆与地平面相连, 由于地平面的阻抗，导致高频回流时产生压降，该线缆被地平面上的噪声驱动, 就会产生 EMI 辐射问题｡

对系统和结构, 接地通常是指连接电路的金属外壳或机架｡ 对EMC测试, 它是参考接地平面｡

接地的概念，绕不开电流回流路径，对于电流，我们要牢记以下两点：

• 电流在电路中流过，不论是完整的地平面还是其它参考平面，就一定会产生压降。就像在欧姆定律中阐述的那样，在实际的电路中，从来没有0电位，电压或电流的单位可能在微伏或微安级的范围内， 但一定存在。
• 电流总是返回其源。就像水总是往地处流一样，电流也总是流向阻抗最小的地方。

我们还要牢记一个最重要的原则：

当设计一个产品时，永远是在设计之初就考虑到接地才是最经济也是可采取的措施最多的。

一个设计良好的接地系统，不仅要考虑单个PCB的辐射和传导， 而要能从系统的角度防止辐射和传导。

在设计阶段，若没有认真考虑接地系统，那可能就意味着该系统在ＥＭＣ方面很有可能会失败。

与诸君共勉，愿每一款产品都有一个完美的接地系统。