【正文】 接大地——工作地與大地相連接，其目的是為通訊系統(tǒng)提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位。（2）電位基準(zhǔn)一致性要求較嚴(yán)格而互相之間有干擾——各種接地平面除了在印制板插座處相連外，還要在不同電路的互連信號(hào)線集中的地方相連（橋接），以減少信號(hào)回路面積。（6）印制板上不同電路互連的信號(hào)線很多，應(yīng)遵循“分區(qū)不分割”的原則。寬度為15mm～20mm，并用適量的過孔連通，內(nèi)層面環(huán)型區(qū)域與機(jī)殼結(jié)合的部分不涂綠油，外層面固定螺絲處不涂綠油，固定螺絲孔要金屬化，借助于固定螺絲保證靜電防護(hù)與屏蔽地與機(jī)殼良好搭接。5V或177。,其他設(shè)備，接地線截面積≥16mm178。（2）金屬外殼，220VAC三芯插頭供電典型的設(shè)備家用PC主機(jī)、儀器儀表等。（4）機(jī)殼通過接地線和大地連接。（2）監(jiān)控設(shè)備通過I/O通道監(jiān)控被監(jiān)控設(shè)備，而各種工業(yè)測(cè)量和監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境十分復(fù)雜，所以監(jiān)控設(shè)備的I/O通道極易受到共模干擾影響，同時(shí)，被監(jiān)控設(shè)備也可能受到干擾而破壞其工作狀態(tài)。若被監(jiān)控設(shè)備間不能共地，應(yīng)有如下電位隔離或共模干擾濾波措施：1） 采用多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊分別測(cè)量被監(jiān)控設(shè)備，使被監(jiān)控設(shè)備模擬信號(hào)不共地；2） 在被監(jiān)控設(shè)備或傳感器與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊間加入隔離電量變送器；3） 在被監(jiān)控設(shè)備或傳感器現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊間加入共模扼流圈，抑制高頻共模干擾。各開關(guān)量分別通過繼電器輸出，各路開關(guān)量的地也分別隔離，并通過繼電器及光耦與CPU電路部分電位隔離，隔離抗電強(qiáng)度滿足加強(qiáng)絕緣要求：通過DCDC模塊與主電源部分電位隔離，隔離抗電強(qiáng)度滿足基本絕緣要求。浮地有下列幾種應(yīng)用類型。（2）電路劃分和布局 把電路劃分為接口電路和內(nèi)部電路，使接口電路和內(nèi)部電路布局在不同的區(qū)域，使敏感器件遠(yuǎn)離接口器件。將敏感的元器件（一般是信號(hào)處理芯片、控制芯片、FPGA等）盡量布局在離接口較遠(yuǎn)的地方； 2）恰當(dāng)?shù)膶用姘才攀剐盘?hào)回路面積可能小；3）敏感信號(hào)線（如復(fù)位信號(hào)線和低電平信號(hào)線）盡可能在信號(hào)里層走線，且應(yīng)該處于相鄰層厚度最小的層上，領(lǐng)近憂完整的參考平面；4）敏感器件之間的較長的電源線或信號(hào)線宜每隔一定間隔與地線的位置對(duì)調(diào)。改進(jìn)后，該設(shè)備的各種接口順利通過了公司規(guī)定的ESD防護(hù)試驗(yàn)和雷擊浪涌保護(hù)試驗(yàn)。圖31 PCB上共模噪聲電壓的產(chǎn)生 串?dāng)_PCB上相鄰的印制線之間存在互感和耦合電容，當(dāng)信號(hào)電壓或電流隨時(shí)間快速變化時(shí)，會(huì)對(duì)周圍的信號(hào)產(chǎn)生不可忽視的串?dāng)_。如圖33（b），當(dāng)出入PCB的電纜上存在共模電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共模輻射。 確定敏感電路確定電路中易受干擾的敏感電路，如：低電平模擬電路、復(fù)位電路、高速數(shù)據(jù)和時(shí)鐘。即：布局和布線時(shí)嚴(yán)格區(qū)分?jǐn)?shù)字與模擬區(qū)域，但地層并不分割開。特別是單板、背板，以及與機(jī)框機(jī)架需要搭接的地方，PCB上應(yīng)該具有系統(tǒng)要求的安裝孔、噴錫或采用其他鍍層的導(dǎo)電接觸面。這種結(jié)構(gòu)只適用于低速電路、PCB上信號(hào)的走向較單一、而且走線密度較低的情況。返回電流主要沿印制線的下方回流。（2）信號(hào)線的參考平面是電源，信號(hào)驅(qū)動(dòng)由高到低 如圖38（b），當(dāng)驅(qū)動(dòng)器由高到低時(shí)，在電源平面上的傳輸線初始為高電平，在驅(qū)動(dòng)端通過低阻抗將傳輸線與地連接，電流從傳輸線經(jīng)驅(qū)動(dòng)器流向在電源平面之下的地網(wǎng)絡(luò)平面，當(dāng)傳輸線上的電流流向驅(qū)動(dòng)器時(shí)，在傳輸線的參考平面電源平面上就有反方向的回流。 為了便于更好地理解分割的參考平面給信號(hào)帶來的影響，我們可以用一根屏蔽電纜來近視其效果，如圖39（b），電纜的屏蔽層被割掉一段而用一段導(dǎo)線將屏蔽層連接。例如：（1）由于芯片的低功耗化和單板功能的復(fù)雜化，有時(shí)一個(gè)PCB板上會(huì)有三種以上的工作電源，安排每種電源一層是不合適的，可把幾種不用的電源安排在同一層面上，這樣，一個(gè)層面就被不同的電源網(wǎng)絡(luò)所分割。但是，由于數(shù)字電路與模擬電路之間有聯(lián)系，如果僅僅在插座處單點(diǎn)連接，則兩個(gè)電路聯(lián)系的信號(hào)回路面積勢(shì)必很大。這種用途的電容常被形象地稱為Stiching Capacitor。48V地通過后背板接到48V地匯流條。圖317（a）、（b）、（c）分別是理想傳輸線、有損耗傳輸線的等效電路和常用的表示方法。2） 以BOTTOM層作為主信號(hào)層，見圖318（b），完整的地平面緊鄰主信號(hào)層。圖321 十層板的疊層設(shè)計(jì) 地平面的處理（1）電源平面緊靠地平面 當(dāng)電路的工作頻率很高（如：大于100MHz）時(shí)，電源平面應(yīng)該緊靠地平面，這樣可以最大化電源平面與地平面的電容耦合，降低電源的噪聲。（5）控制好平面的延伸區(qū)域 在進(jìn)行電源和地平面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該控制好平面的延伸區(qū)域。其他與接插件相連的部件的接地端也應(yīng)就近接外殼。圖326為處理器電路的分區(qū)。圖327 去耦電容的放置 與后背板相連的插座上地線插針的設(shè)計(jì)（1）地線插針應(yīng)足夠多且應(yīng)縱向安排，接地線與地線插針連線要足夠粗，以免形成接地瓶頸。圖329 保護(hù)線（Guard Trace） 高頻高速信號(hào)走線為了減少高頻高速信號(hào)的輻射，高頻信號(hào)盡量安排在內(nèi)層。該敷地平面噴錫，不要蓋綠油。 改進(jìn)措施將分割的地平面變成整體，使信號(hào)回路減小，提高抗擾性。（2） 用于雷擊浪涌通過壓保護(hù)器件的接地端必須接到保護(hù)地。內(nèi)部電路在靠近這些部件的部位、應(yīng)采用大面積接地，另外，內(nèi)部電路（包括地）應(yīng)離開接插件金屬殼體5mm以上。屏蔽效果與單位長度內(nèi)的扭股次數(shù)成正比。如：金屬機(jī)殼、單板的靜電防護(hù)與屏蔽地。缺點(diǎn)是信號(hào)導(dǎo)線與它們的地回路之間有大的環(huán)路面積，容易導(dǎo)致輻射發(fā)射和敏感度的問題：會(huì)產(chǎn)生公共阻抗的耦合，在帶狀電纜內(nèi)存在信號(hào)導(dǎo)線之間的串?dāng)_問題。此方法能取得較好防護(hù)效果，但電纜線的端接比較困難，用得不多。中間導(dǎo)體會(huì)在連接系統(tǒng)中帶來額外的電阻、電感和分布電容，影響整個(gè)搭接系統(tǒng)的阻抗，特別是高頻阻抗，從而影響系統(tǒng)的電子性能。螺釘搭接時(shí)應(yīng)注意墊圈材料的選擇及安放位置，通常均戴墊圈直接置于搭接金屬表面，而鎖緊墊圈則應(yīng)置于螺帽與均戴墊圈之間。 射頻搭接應(yīng)優(yōu)先采用焊接，不允許用螺栓或螺釘?shù)穆菁y來完成射頻搭接。搭接完成后，可涂以油漆或施以其他之防蝕保護(hù)，但要檢查新刷的漆層是否會(huì)滲入搭接面而影響搭接的質(zhì)量。不奮斗就是每天都很容易，可一年一年越來越難。是狼就要練好牙，是羊就要練好腿。如果是金屬鋁應(yīng)導(dǎo)電氧化。 間接搭接的方法間接搭接通常采用中間導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)連接，常用的中間導(dǎo)體有搭接片、搭接線以及鉸鏈。（1）壓力搭接 壓力搭接包括利用螺栓、螺釘連接和柳接，是一種半永久性搭接。（1）直接搭接直接搭接是直接將要連接的兩個(gè)金屬面保持接觸，靠裸金屬或?qū)щ娦院芎玫慕饘僦苯咏佑|來實(shí)現(xiàn)，直接搭接的性能優(yōu)于間接搭接。缺點(diǎn)是所用的導(dǎo)線數(shù)目太多。（1）信號(hào)與地的隨機(jī)分配，而且只用一根線作為地線。其優(yōu)點(diǎn)是成本低、使用方便。對(duì)抵御靜電電容耦合的能力弱些。 金屬部件和解插件的接地設(shè)計(jì)（1）對(duì)于必須用金屬但與內(nèi)部電路無聯(lián)系的部件如固定單板的金屬鎖簧和起拔拉手，外表應(yīng)涂復(fù)絕緣層，以增加絕緣強(qiáng)度，嚴(yán)禁接工作地，必須與內(nèi)部電路隔離8mm以上。（4）復(fù)位按鈕、撥碼開關(guān)、接插件的金屬外殼和用于ESD防護(hù)的器件的接地端應(yīng)接到靜電防護(hù)與屏蔽地或工作地。時(shí)鐘信號(hào)B的波形應(yīng)該為圖331（a）,但在進(jìn)行ESD試驗(yàn)時(shí)，受到快速瞬變場(chǎng)的影響，實(shí)際測(cè)量的時(shí)鐘信號(hào)B的波形為圖331（b）。連接器上應(yīng)該安排足夠的接地管腳。如圖329，保護(hù)線在線的兩端與地相接。圖327為單面和雙面放置器件時(shí)去耦電容的放置方法。 圖 325 數(shù)模混合電路的接地方式 數(shù)字電路的分區(qū)數(shù)字電路必要時(shí)應(yīng)該根據(jù)速率高、中、低速、I/O電路分區(qū)。（3）印制板（多層板）的模擬接地面、數(shù)字接地面、功率接地面、繼電器接地面、地電平電路接地面、48V接地面要保持完整，在靠近接插件的部位要多點(diǎn)相連。即，縮進(jìn)電源平面時(shí)，若相鄰的信號(hào)層在電源平面邊緣有走線，可以在此范圍內(nèi)不考慮20H原則，確保信號(hào)不跨越，而且電源平面的邊緣應(yīng)該延伸出信號(hào)線位置。若PCB的器件速度高則可以采用圖37（b）的結(jié)構(gòu)，電源層緊鄰地層可以降低電源噪聲，完全的層對(duì)稱，阻抗控制簡(jiǎn)單。（4）滿足對(duì)稱原則 疊層設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮銅的分布對(duì)稱，以免不符合PCB廠家的層壓工藝要求，出現(xiàn)PCB板翹曲。 PCB的疊層設(shè)計(jì) PCB的疊層設(shè)計(jì)的原則 PCB的疊層設(shè)計(jì)不是層的簡(jiǎn)單堆疊，地層的安排是關(guān)鍵，它與信號(hào)的安排和走向有密切的關(guān)系。 后背板的接地設(shè)計(jì) 對(duì)于有后背板的大型設(shè)備，在功能單板上，各種接地母線或接地平面在插座處匯合后經(jīng)過后背板接到工作地（電源板的電源負(fù)極端）和工作地匯流條。信號(hào)跨越分割后又回到原參考平面上。兩個(gè)區(qū)域隔離足夠的距離。所以，要避免在參考平面開槽，要避免在參考平面走線，要避免在參考平面上通孔隔離盤的尺寸過大，要盡可能保證參考平面的完整不分割，尤其是地平面。如圖39（a）中跨越低槽的信號(hào)Signal1和Signal2的回流必須沿槽繞行，除阻抗不連續(xù)，信號(hào)的回路面積增大之外，由于兩個(gè)信號(hào)有公共的一段回流路徑，串?dāng)_將會(huì)增大。以下例舉參考平面為電源網(wǎng)的兩種情況:(1)信號(hào)線的參考平面是電源平面，信號(hào)驅(qū)動(dòng)由低到高圖38 信號(hào)回路的構(gòu)成如圖38（a），當(dāng)驅(qū)動(dòng)器由低到高時(shí)，傳輸線在驅(qū)動(dòng)端通過低阻抗與電源平面連接，電流從電源經(jīng)驅(qū)動(dòng)器流向初始狀態(tài)為低電平的傳輸線，電流沿傳輸線不斷地對(duì)傳輸線與電源平面之間的電容充電，使傳輸線上的電平達(dá)到高電平。 信號(hào)回路 信號(hào)回流路徑當(dāng)信號(hào)頻率很低時(shí)，信號(hào)的回流主要沿最低電阻路徑，即幾何最短路徑，見圖36（a），圖中的虛線表示信號(hào)的回流。缺點(diǎn)是信號(hào)的回路面積大。以減少電路模塊之間的共模電流。 地層分割和地層不分割的合理應(yīng)用對(duì)于混合電路，若數(shù)字地與模擬地分割，不會(huì)出現(xiàn)或能夠很好解決信號(hào)跨越和信號(hào)回路的問題，可以采用分割。一般是高di/dt電路，如：時(shí)鐘、總線緩沖器/驅(qū)動(dòng)器、高功率振蕩器。輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度與回路中電流的大小Io、回路的面積A、電流頻率f的平方成正比。典型的信號(hào)和電源共地邏輯電路PCB上共模電壓的產(chǎn)生見圖31。 分析初期設(shè)計(jì)的PCB圖，由于該設(shè)備是浮地設(shè)備，內(nèi)部電路與接口電路沒有實(shí)現(xiàn)有效的隔離，靜電干擾信號(hào)和浪涌干擾信號(hào)引起電腦故障。 （5）信號(hào)耦合 接口電路與內(nèi)部電路通過接口變壓器或光電耦合器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的耦合。 浮地設(shè)備的接地設(shè)計(jì)（1）基本原則 由于浮點(diǎn)設(shè)備