大多數電氣工程師都在早期了解所謂的電路接地的重要性。在許多情況下，無論遇到什么問題，增加接地或改善接地（意味著較低的阻抗）都是一件好事，不會受到傷害。這就是電路EE在工作和調試臺式電路原型等過程中鉆研的內容，并且學會了在某一點將模擬地連接到數字地，以最大程度地減少不必要的地電流和相關噪聲。

在大多數情況下，這種接地確實可以提高電路性能，但是正如每位經驗豐富的工程師所知道的那樣，每條規(guī)則都有合法的例外，而接地就是其中之一。混亂的很大一部分來自模棱兩可，而這種草率的用語與那個聽起來清白的七個字母的單詞有關。

為何如此？實際上，該詞可以指三種類型的電路連接中的任何一種：

電路實際連接到地球的大地，它充當電子的無限源和宿。

通用（也可以稱為信號地），它在電路中建立一個0-V點（電路中通常有多個）。甚至在此詞中使用“地面”一詞通常會產生很大的誤導。

機箱接地，它連接電路中所有標稱的零伏電位點；它可能已接地，但由于許多設備（例如大多數便攜式電池供電設備）都沒有接地，因此通常無法接地。在此，如果未將地線一詞連接到真實的地線，則可能會產生誤導。

每個都有一個不同的符號，但是從我見過的大多數原理圖中您不會知道它，因為除非原理圖草繪器特別小心，否則三角形通常用于所有和所有基礎（圖1）。

圖1不同理由有不同的符號，但是它們經常被濫用。資料來源：Autodesk

與地面混淆的很大一部分是由于與另一個重要詞：電壓相關的術語。當有人說“ A點為X伏”時，該措辭忽略了電壓故事的關鍵部分。電壓僅存在于兩個定義的點之間，電壓的更好用語是較舊但仍在使用的短語電勢差。除非您相對于其他點指定A處的電壓，否則說“ A處的電壓”可能表示電路不同部分的電位不同。這尤其具有挑戰(zhàn)性，因為電路中的各種接地（接地，底盤和公共（信號））之間往往存在電位差，并且這些電位差的范圍可以從毫伏到伏特，甚至更大。

當然，在存在電位差的地方，有可能產生電流。這是另一個經常因諸如地面和電壓之類的言語松懈而迷失的因素。盡管電位差是一個問題，但在許多情況下，通常重要的是電流受該電位差流過電路的兩點。這些電流是基于低級傳感器的設計中的噪聲和性能問題的根源，在某些情況下也可能是致命的，這是一系列問題。

如果有充分的理由如此重要，它們怎么可能致命？不是說他們自己很危險，而是一個兩部分的問題。考慮帶有金屬外殼的醫(yī)療儀器，該金屬外殼為了安全起見已接地，因此由于內部故障而導致短路到外殼的線路電平交流電壓的電流將直接流向該接地，而不是通過用戶（或患者），并且然后返回地面。

似乎是個好主意，除非不是。發(fā)生壞事，一種可能是由于電線或螺絲松動或腐蝕（安全，發(fā)生）導致安全接地故障，或者三線AC插頭接地不良或接地不良或插座接線很常見（圖2）。

圖2標準的三線AC插頭具有電源（火線），零線和地線連接；它們的顏色可能因國家/地區(qū)而異，并且接地線通常被綠色絕緣層覆蓋，甚至裸露。在電源線，插頭，插座或主電源中通常不存在接地連接或斷開連接。資料來源：流明學習

然后，箱子確實開始運轉，任何人都在觸摸它……好吧，您知道電流從交流線路流經對象到地面時會發(fā)生什么情況（圖3）。這里不是致命的電壓，而是驅動身體的電壓驅動電流–通過皮膚接觸只需幾毫安的電流就可以通過胸部，從而引起心臟纖顫（它們也被稱為電位差“電動勢”，有充分的理由）。

圖3絕緣層破損會使帶電/熱電線直接與設備的金屬外殼接觸，并且接地斷開時，人員會受到嚴重電擊-但是，在缺少接地連接的情況下，設備仍可以正常工作。資料來源：流明學習

在這種情況下，將機箱不接地實際上可以避免電擊危險，并且通常使用隔離變壓器來確保這種非連接（圖4）。該變壓器的次級側有交流線和交流中線，但那里沒有接地。因此，沒有從熱外殼到用戶的電流流回初級側接地的電流路徑。

圖4隔離變壓器在初級側接地線和次級側之間沒有歐姆（電流）路徑，從而阻止了完整的電路，從而阻止了電流通過用戶并流回大地。資料來源：流明學習

在醫(yī)療設備中通常需要使用隔離變壓器，因為如果患者體內有探頭且接觸阻抗較低，則電擊風險特別高。流經胸部內部的電流只有幾微安，可能會致命。這篇文章末尾的法規(guī)參考提供了任務和詳細信息，但是，當然很難解讀它們。

隔離的需求不僅限于交流線路設備或有電擊危險的情況。有許多傳感器與地面沒有固有的連接，但是在使用中可以連接到地面，例如，傳感器附在金屬框架上。這種接地連接可能會使模擬前端（AFE）的電路短路，因此使用“浮動”非接地AFE，并通過變壓器，光電耦合器，電容耦合，RF鏈路或其他技術實現隔離。

在使電路正常工作的項目壓力下，通常應該退后一步并提出以下問題：

接地之間以及電路功能之間的電位差在哪里以及什么地方？

這些差異將流過多少電流，將會產生什么影響？

接地（如果有），機架和信號（公用）地之間的連接是什么？（請注意，許多電路實際上具有多個信號地。）

好消息和壞消息是，關于接地的所有類型和方面，都有大量可靠的資料可供使用，涵蓋基礎教程，案例研究以及實用的“如何做到”的見解，涉及電池供電的敏感傳感器的幾乎所有方面驅動到醫(yī)療設備，大型建筑物和天線塔的電路。

您是否曾因沒有地面而遇到安全或性能問題？從地面上怎么樣？您是否曾經通過添加或連接地面或移除地面來解決問題？
編輯：hfy