接地也是一项复杂的EMC环节

一前言

我们在设计PCB电路板时，都会有设计一个参考电位，也就是正常我们所说的“地”。而我们在EMC整改设计方面接地是为了改变外部注入的共模电流路径，从而避免共模电流流入电路中。所以在遇到共模噪声超标时，找对接地点的位置和多点接地都是有效地EMC整改措施。

二实例分析

在如上图所示，为某电机加了BDL和滤波电容后的测试记录，垂直和水平都超标了，在100MHz到400MHz之间有一些杂乱的波形，最高超标7.99dB，检查了电路板后，发现电路板只有一根细长线接地了，后来在BDL和滤波电容的地端分别接了一根粗的接地线接到了电机外壳，如下图所示：

在接了两根接地线后发现超标的噪声全都降低了，降低了至少17dB，可以通过测试。

 

三其他案例分析

如上图所示左图为某产品的虚拟图，右图为某产品的虚拟图PCB板跟外壳金属连接了一个低阻抗金属。

如上图所示，左图为PCB板没有接金属外壳地，右图为PCB板使用一个较长导线接金属外壳地，我们可以看到在标记M1和M2点处噪声有所降低，但是200MHz以上频率都有明显的上升，这是什么原因导致的呢？

PCB上的地与金属外壳连接可以有效降低PCB中的高频信号传递到外部线束而产生的辐射，PCB与金属外壳因为电势差产生的共模电流本来是会在PCB板上通过的改变成从外接金属地通过，从而降低产品PCB内部产生的共模噪声从线束发射出去。但是很多时候我们会使用万用表蜂鸣器档去测量接地点响了就认为这个位置是通的，而忽略考虑了接地阻抗的问题，当我们的接地阻抗大的时候，PCB板的地与金属外壳的地就会产生一个较大的寄生电感，PCB板与金属外壳的回路就会产生一个LC串联谐振，谐振时，PCB板与金属外壳回路的电流变大，电感变大，电容两端的电压也变大，导致流经线束的共模电流也变大，谐振频率点对应的辐射也是最高，这就是为什么PCB板的地与金属外壳连接后有些高频点辐射变高的原因。

我们要降低这些高频点辐射，就要消除谐振，就要降低PCB板与金属外壳的寄生电感，我们可以使用尽量短的金属导体连接PCB与金属外壳，从而发挥接地作用，降低产品的噪声值。

四总结

PCB设计接地时需要考虑接地点应该更加靠近线束端口，PCB在与金属外壳连接时需要使用一个比较短的导线或者螺丝连接，这样可以使接地的阻抗值更低，这样才能保证连接后PCB与金属外壳电势差为0。

审核编辑：汤梓红