電源地（dì）、信號地、大（dà）地 —— 這三種“地”有什麽區別

電源地與信號地

電源地主要是針對電源回路電流所走的路徑而言的（de），電源地流過的電流較大（dà）。而信號地主要是（shì）針對兩塊芯片或者模塊之間的（de）通信信（xìn）號的回流所流過的路徑，信號地流過的電流很小。

其實兩者都是GND，之所以分（fèn）開來說，是想讓大（dà）家明白：在布PCB板時，要清楚（chǔ）地了解電源及信號（hào）回流各（gè）自所流（liú）過的路徑，然後在布板時（shí）考慮如何避（bì）免電源及信號共用回流（liú）路徑。

如果共用的話，有可能會導致電源（yuán）地上（shàng）大的（de）電流會在（zài）信號（hào）地上產生一個電壓差（chà）。（可以解釋為：導線是有阻抗的，隻是很小的阻值，但如果所流過的電流較（jiào）大（dà）時，也會（huì）在此導線上產生電位差，這也叫共阻抗幹擾。）

使信號地（dì）的真實電位高於0V，如果信（xìn）號地的（de）電位較（jiào）大時，有可能會使信號本來是高電平的，但卻誤（wù）判為低電平。

當然電源地本來就很不幹淨，這（zhè）樣做也避免由於幹（gàn）擾使信（xìn）號誤判。所以將兩者地在布線（xiàn）時（shí）稍（shāo）微注意一下，就可以。一般來說即使在一起也不會產生大的問題，因為數字電路的門限較高。

各種“地（dì）”，各種“GND”

GND，指的是電線接地端的簡寫，代表地線或零線。電路圖上和電路板上的GND(Ground)代（dài）表地線或零線，GND 就是公共端的意思，也可以說是地，但這個地並不是真正（zhèng）意義（yì）上的地。是（shì）出於應用而假設的一個地，對於電源來說，它就是一個電源的負極。它與大地是不同的。有時候需要將它與大地連（lián）接，有時候也不需要（yào），視具體情（qíng）況（kuàng）而定。

設備（bèi）的信號接地，可能（néng）是以設備中的一點或一（yī）塊金屬來作為信號的接地參（cān）考點，它（tā）為設（shè）備中的（de）所有信號提（tí）供了一個公共參考（kǎo）電位。

有單點接地，多點接（jiē）地，浮（fú）地和混合接地：

單點接地：是指整個電路係統中（zhōng）隻有一（yī）個物理點被定義為（wéi）接地參（cān）考點，其他各（gè）個需要接地的點都直接接到這（zhè）一點上（shàng）。在低頻電路中，布線和元件之間不會產生太大（dà）影響。通常頻率小於1MHz的電路，采用一點接地。

多點接地：是指電子（zǐ）設備中各個接地點都直接接到距它近的（de）接地平麵上（即設備的金屬底板）。在高頻電路中（zhōng），寄生電容（róng）和電感（gǎn）的（de）影（yǐng）響較大。通常頻率大於（yú）10MHz 的電路，常（cháng）采用多點接地。

浮地：即該電路的地與大地無導體（tǐ）連接。浮地（dì）可使功率地（強電地（dì））和信號地（弱電地（dì））之間的（de）隔離電阻很大，所以能阻止共地阻（zǔ）抗電路性耦合產生的電磁幹（gàn）擾。其缺點是該（gāi）電路易受寄生電容的影響，而使該電路（lù）的地（dì）電位變動（dòng）和增（zēng）加了對模擬電路的感（gǎn）應幹擾。一個折衷方案是在浮地與公共地（dì）之間跨接一個阻值很大的泄放（fàng）電阻，用以釋放所積累的電荷。注意控製釋放電阻的阻抗（kàng），太（tài）低的（de）電阻會影響設（shè）備泄漏（lòu）電流的合（hé）格（gé）性。

混合接地：混合（hé）接地使接（jiē）地係統在低頻（pín）和高（gāo）頻時呈現不同的特性，這在（zài）寬帶敏感電（diàn）路中是必要的。電容對低頻和（hé）直流有較高的（de）阻抗，因此（cǐ）能（néng）夠避免兩模塊（kuài）之（zhī）間的地環路（lù）形（xíng）成。當將直流地和射頻地分開時，將每個子係統的直流地通過10～100nF 的電容器（qì）接到射頻地上，這兩種地應在一點有低（dī）阻抗連接起來，連接點應選在（zài）.高.翻轉速度（dù）（di/dt）信號存在（zài）的（de）點。

“地”是電子技術中一個很（hěn）重要的概念。由於“地”的分類與作用有多種，容易混淆，故總結一下“地”的概念。“接地”有設備內（nèi）部的信號接地（dì）和設（shè）備接大（dà）地，兩者概念不同，目的也不同。“地”的經典定義是“作為電路或係統基準的等電（diàn）位點或（huò）平麵”。

信號“地”又稱參考“地”，就是零電位（wèi）的參考點，也是構成電路信號回路的公共端。

直流地：直流電路“地”，零電位參考點。

交流地：交流（liú）電的零線，應與地線（xiàn）區別開。

功率地：大電流網絡器件、功（gōng）放器件（jiàn）的零電位參考點。

模擬地：放大器、采樣保持器、A/D 轉（zhuǎn）換器和比較器的零電位（wèi）參考點。

數字（zì）地：也叫邏（luó）輯地，是（shì）數字（zì）電路的零（líng）電位參考點。

“熱（rè）地”：開關電源無需使用工頻變壓器，其開關（guān）電路（lù）的“地”和市電電網有關（guān），即所（suǒ）謂的“熱地”，它（tā）是帶電的。

“冷地”：由於開關電源的高頻變壓器將輸入、輸出端隔離；又由於其反饋電路常用光電耦合（hé）器，既能傳送反饋信（xìn）號，又將雙方的（de）“地”隔離；所以輸出端（duān）的地稱之為“冷地”，它不帶電。 

設備接（jiē）大地的目的接的目的

在工程實踐中，除認（rèn）真考慮設備內部的信號接地外，通常還將設備的信號地，機殼與大地連在一起，以大地作為設備的接地參考點。設備接大地的目的（de）是：

保護（hù）地，保護接（jiē）地就（jiù）是將設（shè）備正常運行時不帶電的金（jīn）屬外殼（或構架）和接地裝置之間作良好的電氣連接。為了保護人員安（ān）全而設置的一種（zhǒng）接線方式。保護“地”線一端接用電器外殼，另一端與大地作可靠連接。

防靜電接（jiē）地，泄放（fàng）機箱上所積累的電荷（hé），避免電荷積（jī）累使（shǐ）機箱電位升高，造成電路（lù）工作的不穩定。

屏蔽地，避（bì）免設備在外界電磁環境的作用（yòng）下使設備對大地的電位發生變化，造成設備工作的不穩（wěn）定。此外還有防雷接（jiē）地和（hé）音響中的音頻地等等。

接地的相關問題

1.控製係統宜采用一點接地一般情況（kuàng）下，高頻電路應就近多點接地，低頻電路應一點接地（dì）。在低頻電路（lù）中，布線和元件間的電感並不是什麽大（dà）問題，然而接地形成的環路的幹擾影響很大，因（yīn）此，常以一點作為接（jiē）地點。但一點接地不適用於高頻，因為（wéi）高頻時，地線上具有電感因而增加了（le）地線阻抗，同時各地線之間又產（chǎn）生電感耦合。一般來說，頻（pín）率在1MHz 以下，可用一點接（jiē）地；高於10MHz 時，采用（yòng）多（duō）點接地；在1～10MHz 之間（jiān）可用一點接地，也可（kě）用多點接地。

2.交流地與信號地不能共用由於在一段電源（yuán）地線的兩點間會有數mV 甚至幾V 電壓，對低電平信號電路（lù）來說，這是一個非常重要的幹擾，因此必須加以隔（gé）離和防止。

3.浮地與接地的比較全機（jī）浮空即係統各個部（bù）分（fèn）與大（dà）地浮置起（qǐ）來，這種方法（fǎ）簡單，但整個係統與（yǔ）大地絕緣電阻不能小於50MΩ。這種方法具有一定（dìng）的抗幹擾能力，但一旦絕緣下降就會帶來幹擾。還有一種方法，就是將機殼接地，其餘部分浮空。這種方法抗幹擾能力強，安全可靠，但實現起來比較複雜。

4.模擬地（dì）模擬地的接法十分重要。為了提高抗共模幹擾能力，對（duì）於模擬信號可采用屏蔽浮技術。對於具體（tǐ）模（mó）擬量信號的接地處理要嚴格按照操作手冊上的（de）要求設計。

5.屏蔽地（dì）在控製係統（tǒng）中為了減少信號中電容耦合噪聲、準（zhǔn）確檢測和控製，對信號采用屏（píng）蔽措施是十分必要的。根（gēn）據屏（píng）蔽目的不同，屏蔽地的（de）接法也不一樣。電場屏蔽解決分布電容問題（tí），一般（bān）接（jiē）大地；電磁場屏（píng）蔽主要避免雷達、電台等（děng）高頻電磁場輻射幹擾。利用低（dī）阻金屬材料高導流而製成，可接大地。磁場屏蔽用以防磁鐵、電機、變壓器、線圈等磁感應（yīng），其屏蔽方法（fǎ）是用高導磁（cí）材料使磁路閉合，一般接（jiē）大地為好。當信號電路（lù）是一點接地時，低頻（pín）電纜的屏蔽層也應一點接地（dì）。如果電纜的（de）屏蔽層地點有一個（gè）以上時，將（jiāng）產生噪聲電流，形成噪聲幹擾源。

當一個電路有一個不接地的信號源與係統（tǒng）中接地的放大器相連時，輸入端的屏蔽應接至放大器的公共端；相反，當接地（dì）的（de）信號源與（yǔ）係統中不接地的（de）放大器相連時，放大器的輸入端也應接到信號源的公共端。

對於（yú）電氣係統的接（jiē）地，要按接地的要求和目的（de）分類，不能將不同類接地簡單（dān）地、任意地連接在（zài）一起，而是（shì）要分成若幹獨立的接地子（zǐ）係統，每個子（zǐ）係（xì）統都有其共同（tóng）的接地點或接地幹線，後才連接在一起，實行總接地。

 相關問題解答：

1.為什麽要接地?接地（dì）技術的引入初是為了（le）防止電力或電子等設備遭雷擊而（ér）采取的保護性措施，目的是把（bǎ）雷（léi）電產生的雷擊電流通過避雷針引入到（dào）大地，從而起到保護建築（zhù）物的作（zuò）用。同時，接地（dì）也是保護人身安全的一種有效手段，當某種原因引起的相線（如電線絕（jué）緣不良，線路（lù）老化等）和（hé）設備外殼碰觸時（shí），設備的外殼就會有危險電壓產生，由此生成的故障電流就會流經PE 線到（dào）大地，從而起到保護作用（yòng）。隨著電子通信和其它數字領域的發展，在接地（dì）係統中隻考（kǎo）慮防雷和（hé）安全已遠遠不能滿足要（yào）求了。
比如在通信係統中，大量設備之間信號的互連要求各設備都要有一個基準‘地（dì）’作為信號（hào）的參考地。而且隨著電子設備的複雜化，信號頻率越來越高，因此，在接地設計中，信號之（zhī）間的互擾等電磁兼容問題必須給予特別關注，否則，接地不當（dāng）就（jiù）會嚴重（chóng）影響係統運行（háng）的可靠性和穩定性。近，高（gāo）速（sù）信號（hào）的信號（hào）回流技術中也引入了“地”的概念（niàn）。

2.接地的定義在現代接地概念（niàn）中（zhōng）、對（duì）於線路（lù）工程師來說，該術語的含義通常是‘線路電（diàn）壓的參考（kǎo）點’；對於係統設計師（shī）來說，它常常是機櫃或（huò）機架；對電氣工程師來說，它是綠色安全地線或接到大地（dì）的意思。一個（gè）比較通用的定義（yì）是“接地是（shì）電流返（fǎn）回其源的低阻抗通（tōng）道”。注意要求是”低阻抗”和“通路”。

3.常見的接地符號PE、PGND、FG－保護地或機殼；BGND或DC-RETURN－直流（liú）－48V(+24V)電源（電池）回流（liú）；GND－工作地；DGND－數字地；AGND－模擬地；LGND－防雷保護（hù）地；GND 在電路裏常被定為電壓（yā）參考基點。
從電氣意義上說（shuō），GND 分為電源地和信號地。PG 是Power Ground（電源地）的縮寫。另一個是Signal Ground（信號地）。實際上它們可能是連在一起的（不一定（dìng）是混（hún）在一起哦！）。
兩個名稱，主要是便於對電路進行分析。進一步說，還有因（yīn）電路形式不（bú）同而必須區分的兩種“地”：數字地，模擬地。數字地和模擬地都有信號地、電源地兩種情況。數字地和模擬地之間，某些電路可以直（zhí）接（jiē）連接，有些電路（lù）要用電抗器連接，有些電路不可連接。

4.合適的（de）接地方式接地有多種方式，有單點接地，多（duō）點接地以及混合類型的接（jiē）地。而單點接地（dì）又分為串聯單點接地和並聯單點接地。一般來說，單點接地用於簡單電路，不同功能模塊之間接地區分，以及低頻（pín）（f<1MHz）電子線路。當設（shè）計高頻（f>10MHz）電路時就要（yào）采用多點接地了或者多層板（完整的（de）地平麵層）。

5.信號回流和跨分割的介紹對於一個電子信號來說，它需要尋找一條（tiáo）.低.阻抗的電流回流到地的途徑，所以如何處理這個信號回（huí）流就變得非常的關鍵（jiàn）。

第.一.，根據公式（shì）可以知道，輻射強度是和回路麵積成正（zhèng）比的，就是說回流需要走的路徑越長，形成的環越大，它對外輻射的幹擾也越大，所以，PCB 布板的時候要盡可能減小電源回路和信號回（huí）路麵積。

第二，對於一個高速信號來說，提供有好的信號回流可以保證它（tā）的（de）信號質量，這是因為PCB上（shàng）傳輸線的特性阻抗一般是以（yǐ）地層（或電源層）為參考來計算的，如果高速線附近有連續的地平麵，這樣（yàng）這條線的阻抗就能保持連續（xù），如果有段線附近沒有了地參考，這樣阻抗就會發（fā）生變化，不連續的阻抗從而會影響到信號的完整性。所以，布（bù）線的時候要把高速線分配到靠近地平麵的層，或者高速線旁邊並行（háng）走一兩條地（dì）線，起到屏蔽和就近提供（gòng）回流的功能。

第三，為什（shí）麽說布線的時候盡量不（bú）要跨電源分割，這也是因為信號跨越了不（bú）同電（diàn）源層後，它的回流（liú）途徑就會很長了，容易受到幹擾（rǎo）。當然，不是嚴（yán）格要求不能跨越電源分割，對於（yú）低速的信號是可以（yǐ）的，因為產生的幹擾相比信號可以不予關心。對（duì）於高速信號就要認真檢查，盡（jìn）量不要跨越，可以通過調（diào）整電源部分的走線。（這是針對（duì）多層板（bǎn）多個電源供應情況說的）

6.為什麽要將模擬地（dì）和數字地分開，如（rú）何（hé）分開？模擬信號（hào）和數字信號都要回流到地，因為（wéi）數字（zì）信號變化速度快，從而在數字地（dì）上引起的噪聲就會很大，而模擬信號是需要一個幹（gàn）淨（jìng）的地參考工（gōng）作的。如果模擬地（dì）和數字地（dì）混在一起，噪聲（shēng）就會影響到（dào）模擬信號（hào）。
一般來說，模擬地和數字地要分（fèn）開處理，然後通過細的（de）走線連在一起，或者單點接在一起。總的思想是盡量阻隔數字地上的噪聲竄到模擬地上。當然這也不是非常嚴格的要（yào）求（qiú）模擬地和數字（zì）地必須分開，如果模擬（nǐ）部分附近的（de）數字（zì）地還是很幹淨的話可以合在一起。

7.單板上的（de）信號如何接地？對於一般器件來說，就近接地是.好.的，采用了擁有（yǒu）完整地平麵的多層板設計後，對於一般信號的接地（dì）就非常容易了，基本原則是（shì）保證走線的連續性，減少過（guò）孔數量；靠近地平麵或者電源平麵，等等。

8.單板的接口（kǒu）器件如何接地？有些單板會有對外的輸入輸出接口，比如串口連接器（qì），網口RJ45 連接器等等，如果對它們的接地設計得不好也會影響到正常工作，例如網口互連有誤碼，丟包等，並且會成為對外的電磁幹擾源，把板內的噪聲向外發（fā）送。一般來說會單獨分割出一塊獨立的（de）接口地，與（yǔ）信號地的連接采用細的走線連接，可以串上零歐姆或（huò）者小阻值的電阻。細的走線可（kě）以用來阻隔信號地上噪音過到接口地（dì）上來。同樣的，對接口地和接口電源的濾波也要認真考慮。

9.帶屏蔽（bì）層的電纜線的屏蔽層如何接地（dì）?屏蔽電纜的屏蔽層都要接到單板的接口地上而不是信號地上，這是因（yīn）為信號地上有各種的噪聲，如果（guǒ）屏蔽層接到了信（xìn）號地上，噪聲電壓會驅動共模電流沿屏蔽層向外幹擾，所以設計不好的電纜線一（yī）般都是電磁幹擾的大噪聲輸出源。當然前提是接口地也要非常的幹淨。