在一些電子產(chǎn)品＆設備的設計應用中，我們會碰到系統(tǒng)接地后EMI傳導測試數(shù)據(jù)變差的情況；這時要注意產(chǎn)品的結(jié)構和我們測試實驗場地的接地情況！通過如下的產(chǎn)品路徑我們進行分析：

從產(chǎn)品的EMC測試原理分析：主要影響產(chǎn)品EMC測試結(jié)果的為共模干擾，因此，產(chǎn)品的EMC問題主要與共模干擾有關，對于產(chǎn)品的EMC設計來說，真正需要我們重點關注的也是共模問題！參考地回路的電流路徑問題！！

因此對于產(chǎn)品的實際應用狀況要注意產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構問題；我們不同的產(chǎn)品結(jié)構對EMS處理有效；有時會帶來EMI的問題！

還有我們在實際設計和應用中遇到關于“地”的問題越來越多，譬如設備在測試時運行正常，到了現(xiàn)場安裝后跑起來就各種問題，在模數(shù)混合系統(tǒng)里對不同類型的系統(tǒng)進行地平面分離處理，在產(chǎn)品進行EMC等電磁認證測試時各種干擾問題最后都會落到“地”上。

接地技術最早是應用在強電系統(tǒng)（電力系統(tǒng)、輸變電設備、電氣設備）中，為了設備和人身的安全，將接地線直接接在大地上。由于大地的電容非常大，一般情況下可以將大地的電位視為零電位。后來，接地技術延伸應用到弱電系統(tǒng)中。對于電力電子設備將接地線直接接在大地上或者接在一個作為參考電位的導體上，當電流通過該參考電位時，不應產(chǎn)生電壓降。然而由于不合理的接地，反而會引入了電磁干擾，比如共地線干擾、地環(huán)路干擾等，從而導致電力電子設備工作不正常。可見，接地技術是電子產(chǎn)品＆設備電磁兼容技術的重要內(nèi)容之一，所以我在這里有必要對接地技術收集到比較完整的資料再進行詳細分析！

輸入電網(wǎng)－地的問題

中性點（中線）接地（產(chǎn)品的供電系統(tǒng)）給我們電網(wǎng)帶來好處；優(yōu)越性如下： ? 在220／380V三相四線制低壓配電網(wǎng)絡中，配電變壓器的中性點大都實行工作接地。這主要是因為這樣做具有下述優(yōu)越性：一是正常供電情況下能維持相線的對地電壓不變，從而可向外（對負載）提供220／380V這兩種不同的電壓，以滿足單相220V（如電燈、電熱）及三相380V（如電動機）不同的用電需要。二是若中性點不接地，則當發(fā)生單相接地的情況時，另外兩相的對地電壓便升高為相電壓的幾倍。中性點接地后，另兩相的對地電壓便仍為相電壓。這樣，即能減小人體的接觸電壓，同時還可適當降低對電氣設備的絕緣要求，有利于制造及降低造價。三是可以避免高壓電竄到低壓側(cè)的危險。實行上述接地后，萬一高低壓線圈間絕緣損壞而引起嚴重漏電甚至短路時，高壓電便可經(jīng)該接地裝置構成閉合回路，使上一級保護動作跳閘而切斷電源，從而可以避免低壓側(cè)工作人員遭受高壓電的傷害或造成設備損壞。所以，低壓電網(wǎng)的配電中性點一般都要實行直接接地。

中性點有電源中性點與負載中性點之分。它是在三相電源或負載按Y型聯(lián)接時才出現(xiàn)。對電源而言，凡三相線圈的首端或尾端連接在一起的共同連接點，稱電源中性點，簡稱中點；而由電源中性點引出的導線便稱中性線，簡稱中線，常用N表示。三相四線制中性點不接地系統(tǒng)和三相四線制中性點接地系統(tǒng)。

一般情況下，當中性點接地時，則稱為零線；若不接地時，則稱為中線。

配電系統(tǒng)的三點共同接地。為防止電網(wǎng)遭受過電壓的危害，通常將變壓器的中性點，變壓器的外殼，以及避雷器的接地引下線共同于一個接地裝置相連接，又稱三點共同接地。這樣可以保障變壓器的安全運行。當遭受雷擊時，避雷器動作，變壓器外殼上只剩下避雷器的殘壓，減少了接地體上的那部分電壓。

在上圖的三相四線制配電系統(tǒng)中，中性線一般接地，因此也被稱為零線。中性線或者零線的作用就是為了取單相電220V，三相電設備和單相電設備供電方式的不同如圖：

而我們一般都知道用電設備要接地，這就是三相五線制中的PE線，也叫保護地線，用來連接設備的金屬外殼防止漏電。那么，下圖就是電廠的電經(jīng)過變壓傳輸后到達用戶端后的一個復雜配電網(wǎng)絡的配置，屬于低壓配電系統(tǒng)中的常用的TN－S系統(tǒng)。

N線又叫工作接零，用來返回回路電流，PE叫做保護接零，不經(jīng)過變壓器，用來連接設備金屬外殼到大地。我們可以看一下保護接地的原理：

如圖中：地線的兩端分別是什么，保護中性線的兩端是什么；漏電流的來源分析，通過下面的分析知道，保護中性線是中性線與地線的合并線，保護中性線包括了地線功能在內(nèi)。

如果因為線路老化等原因?qū)е略O備外殼帶電，在PE線連接的情況下外殼漏電會從PE線過，否則就會從人體流到地，導致觸電。另外還有IT、TT、TN－C等其他幾種適用于不同情況的配電系統(tǒng)，說到這里，除了介紹一些配電系統(tǒng)的接地知識，我們也可以看到的一個關鍵詞就是“回路”，所有的能量都在尋求一個回路，從高到低，所以我們需要根據(jù)需求和需要設計這些回路。

接著我們再進一步介紹設備里的屬于弱電系統(tǒng)的電路板電路設計上的地又有何不同之處。

在電子產(chǎn)品＆設備中：系統(tǒng)電子電路設計中的地（GND）

電子產(chǎn)品＆設備開關電源系統(tǒng)供電的強電信號地與輸出GND的處理技術！

高壓經(jīng)過降壓等處理后用來給設備以及電路板上的元器件供電，電路板的作用就是實現(xiàn)信號采集、通訊、控制等功能。電路設計時又根據(jù)模擬和數(shù)字的不同、高速和低速的不同、功率大小的不同等來分別有相對應的要注意的設計要點。其中一個顯著的點就是我們經(jīng)常看到的PCB設計中的各種地的劃分，有AGND、PGND、DGND、EARTH，還有浮地技術等等。

我們電子產(chǎn)品＆設備；隨著物聯(lián)互通的需求，開始轉(zhuǎn)化為智能裝備；其系統(tǒng)的復雜程度也會越來越高，模擬和數(shù)字電路交叉度更密切；參考地信號的問題會對產(chǎn)品的EMC產(chǎn)生影響；進行如下分析：

1．關于模擬地和數(shù)字地：

模擬信號和數(shù)字信號有何不同，一般的工程師認為是連續(xù)和非連續(xù)這樣的差別，沒錯，但是正弦波和方波帶來的影響是什么？尤其是對地的影響，我們知道在分布參數(shù)分析電路中傳輸線的等效模型是LC，地線同樣有這些寄生參數(shù)的影響，我們看一下正弦波和方波回路中的地有何差異。

我們可以看到方波因為變化速率快導致存在寄生效應的地線上電位噪聲較大，對于數(shù)字電路而言是以高低電平為標準，具有一定的噪聲容限，而如果模擬信號也以同一個地作為參考點，對于微弱信號采集而言則會導致較大的誤差。因此我們需要分別設計地回路，然后單點連接，這樣可以避免數(shù)字信號對模擬地的干擾影響模擬信號的采集和處理。比如：處理傳感器信號采集和電磁閥控制的電路設計中就會出現(xiàn)未能處理好地回路從而導致采集信號噪聲太大的問題！模擬地和數(shù)字地的參考如下：

2．關于高速電路與地

很多設計師可能不太分得清信號高速和高頻的差別，高頻是指信號的頻率高，也就是周期小，可以說不分模擬或者數(shù)字。而高速電路特指數(shù)字電路中的電平變化速率很高，也就是上升沿和下降沿的斜率，我們在頻域里看看數(shù)字信號的本質(zhì)。

方波的傅里葉變換：

因此我們看到方波包含多次諧波信號，從基波到高次諧波，邊沿變化速率越快越接近這個公式，而對于數(shù)字信號帶來的諧波干擾，處理好信號的地環(huán)路很重要。對于高速電路如大于10MHz的數(shù)字電路，接地一般采用多點接地，也就是信號伴地走，為信號提供最短返回路徑。

一般信號和高速信號的分析差別：

我們再看下數(shù)字I／O口的產(chǎn)生信號的變化情況：

所以對于高速數(shù)字信號，設計好就近的返回回路是避免干擾的重要一點，因此在多層PCB設計中信號層貼近電源或者地層設計。

3．信號屏蔽和地

對于信號的屏蔽保護是為了將外來干擾導入接地，避免通過電磁干擾影響電路，也可以防止電磁泄露干擾其他部分。對于信號線我們常見的是屏蔽線纜：

對于屏蔽線纜的單端接地和兩端接地一直有不同說法，實際應用主要參考原則有幾點：

A．防止靜電感應的話必須采取單端接地，這樣靜電泄放最快。

B．單端接地主要是衰減低頻干擾，低頻信號建議單端接地。

C．對于雙層屏蔽線，一般采取內(nèi)層單端接地泄放靜電，外層雙端接地屏蔽電磁感應。

對于電磁泄露的屏蔽主要涉及到屏蔽外殼的結(jié)構設計，尤其是一些縫隙和搭接，在輻射測試中往往是最多出問題的地方。

4．接口防護和地

我們這里說的接口防護主要是指電磁騷擾防護，具體包括傳導和輻射兩種干擾路徑。傳導的路徑可以是電源和信號線纜，輻射則主要來源于附近的電磁輻射源。對于防護的設計依然是宜疏不宜堵，需要設計干擾的泄放路徑和濾波方式。

如一般接口的防護設計：

這里主要的是防護器件的選型和配合使用，如常用的GDT、TVS、磁珠、電感等等。在PCB設計上必須按照信號路徑規(guī)范布線，器件放置在接口附近。這里的設計沒有唯一答案，主要在于應用和實際測試的考慮，結(jié)合系統(tǒng)設計來給出對應的防護措施和等級。

對于輻射干擾的防護主要是以屏蔽為主，對干擾源和被保護電路進行屏蔽處理。

5．浮地技術

在電路設計中浮地設計也是很常見的一種方式，就是電路板的地不和外部地連接，而是進行隔離處理，這樣就有形成一個相對封閉的電路參考系統(tǒng)，可以避免外部的干擾。

但是實際應用時有幾點需要著重注意：

A．容易積累靜電，達到一定程度后可能會導致靜電干擾。

B．對外的寄生電容必須要注意，否則高頻干擾會耦合進來。

我們的一些產(chǎn)品中因為外部電磁環(huán)境的惡劣會采取浮地的設計方式，或者采取單點通過電阻電容等接到外殼地。

6．地參考信號的分析總結(jié)

上述的接地技術對實際的工作是有一定的指導意義的。實際上在這個分析中最重要的理解點是源－阻抗－回路路徑，對于源（功率源、信號源、干擾源）的回路設計是最基本的出發(fā)點，但是在實際中又不能默守陳規(guī)嚴格按照原則劃分，否則出現(xiàn)問題的可能性還是很大，比如什么時候模數(shù)的地需要分開，如何評估互相之間的影響等，分割地之間的聯(lián)系方式等。因此我們需要掌握這些基本原則，對設計有宏觀原則的理解，然后結(jié)合實際去設計真正符合應用要求的電路；

總結(jié)這張圖就是一張非常清晰的關于地設計的結(jié)構參考示例。

參考文獻：Grounds for Grounding A circuit to System Handbook。