电路板为什么要接地

电路板为什么要接地

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。

1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、 地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证

产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因， 现只对降低式抑制噪音作以表述： 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm，最经细宽度可达0.05～0.07mm，电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路， 即构成一个地网来使用（模拟电路的地不能这样使用） 用大面积铜层作地线用，在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。

2、数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。

3、信号线布在电（地）层上 在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。

4、大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat shield）俗称热焊盘（Thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电（地）层腿的处理相同。

5、布线中网络系统的作用 在许多CAD系统中，布线是依据网络系统决定的。网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的数据量过大，这必然对设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的，如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸（2.54mm），所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸（2.54 mm）或小于0.1英寸的整倍数，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

6、设计规则检查（DRC） 布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面： 线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。 电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。 对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。 模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。 后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。 对一些不理想的线形进行修改。 在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。 多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。概述 本文档的目的在于说明使用PADS的印制板设计软件PowerPCB进行印制板设计的流程和一些注意事项，为一个工作组的设计人员提供设计规范，方便设计人员之间进行交流和相互检查。

地线的作用。

（1）供电地线，从变压器中性点接地后引出主干线，根据标准，每间隔20-30米重复接地，在电路中起安全保护作用。当人体触及到外壳已带电的电气设备时，由于接地体的接触电阻远小于人体电阻，绝大部分电流经接地体进入大地，只有很小部分流过人体，不致对人的生命造成危害。

（2）电路地线，在电路设计时，主要是防止干扰与提高无线电波的辐射效率。地线被广泛作为电位的参考点，为整个电路提供一个基准电位。此时，地线未必与真正的大地相连，而往往与输入电源线的一根相连，其电位也与大地电位无关。整个电路在设计时，以地线上电压为0V，以统一整个电路电位。

（3）用户地线，用来接单相220V的负载，传载单相电流和三相不平衡电流。

（4）工作地线，保证电气设备在正常和事故情况下可靠的工作，减小负载的中性点电位漂移。

（5）在TN-C TN-C-S中还有接地和接零保护的功能。

PCB板中模拟电路和数字电路共地和不共地的区别

为了大家看的明白 我就用ORCAD画了两个电路，一个是一个普通的三极管模拟放大电路，另一个是数字电路振荡器 好了不废话了 上图

下面是一点接地时候两个电路的电路图

其实在原理图中没有必要把一点接地画成这样 ，只是为了大家看的更明白 。大家可以看的出来，左边是普通的放大电路 右边是一个振荡器。。因为仿真时候数字电路部分的电流太小，所以后面接一级三极管

下面是两个电路的波形图

大家可以看的到 这两个波形 都十分好 ，没有失真 。

红色的为三极管放大器放大时候的波形 绿色为振荡器波形 有人可能要问红色的为什么前一段波形不行 那是因为在ORCAD中模拟实际的电源 从没电到有电 是有一段时间的 所以前面一段波形很小

大家可以看出一点接地，两个电路都没有影响 。互相工作的都很正常 。

下面发的不是一点接地时候的电路图 。

我这里面用两个电阻来代PCB上走线的电阻 我想有人肯定会说，这不是扯蛋吗，PCB上的电阻哪有这么大.50欧 哈哈。在这里我为了大家看的更直观一些，所以用这么大 实际上是不会有这么大的 但相对于频率高的电路来说，有时候导线的阻抗远小于感抗！！！那就可能会产生这么大的电阻了。这里是数字电路接在后面

下面发的是两个电路的仿真波形 。会不会和刚才一样没有干扰呢 。

大家可以看到模拟电路的波形放大被干扰的不成样子了

单独发一张模拟的波形图

这失真是惨不忍睹 。

下面发数字的 由于数字的布在离电源近 被干扰的不是很严重

大家可以看到数字电路还是被干扰了 。。

再发一个放大的图来大家看看

大家可以看看 被模拟干扰了吧