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单点接地、多点接地和混合接地在电源电路中的灵活应用

三种接地方式产生的背景
地线是电流汇源的通道。为了减低地线阻抗而设计了单点接地、多点接地和混合接地三种方式,并需要在实际的工作中灵活应用以达到降低地线噪声对系统稳定的干扰。
单点接地
定义:电路中所有回路都接到一个单一的且相同的参考电位点上。

单点串联接地和单点并联接地

单点串联接地和单点并联接地示意图

单点接地可分为串联接地和并联接地两种。在实际的应用中,因串联接地存在公共底线阻抗会导致非常严重的互扰现象,而并联接地需要每一部分的电路都需引出地线,不实用。
解决办法
在实际应用时,可以采用串联和并联混合的单点接地方式。

举例说明


PCB设计者在设计电路时,会把互相容易发生干扰的电路放不同层,再把不同层的地并联接地,互相不易干扰的电路放一层。
多点接地
定义:为了减少电路中的高频干扰而采用电路中就近原则设计的就近点接地方式。
目的:1、减小地线导体电阻。由于在高频电路中的肌肤效应,采取减少地线导体电阻的方法是导体表面镀银。
2、减小地线的感抗。其方法是增大地线的面积。地线短,地面积大,抗干扰的效果就会更好。
混合接地
定义:电路接地中既有单点接地又有多点接地。

举例说明

混合接地示意图

第一种结构,假定工作在低频电路中,根据容抗Zc = 1/2πfc可知,容抗在低频环境下很大,而高频环境下很小。那么地线在低频时是断开的,在受到高频干扰时接近导通。如此接法可以有效避开地线环路的干扰影响。
第二种结构,假定工作在高频电路中,根据感抗Zl = 2πfl可知,感抗在低频环境下很小,而高频环境下很大。那么地线在低频时是类似导通的,在受到高频干扰时是断开。如此接法可以有效避开地环路电流的影响。
目的:
解决既有高频信号又有低频信号的电路。而在实际的直流电源设计应用中,混合接地是应用最广泛也是接地效果最好的一种方式。

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