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接地-数字地和模拟地如何接?

接地-数字地和模拟地如何接?

概述:
PCB模拟地和数字的接法在很多资料里都有论述,基本大部分是从信号完整性的角度来进行讲解。既然这个帖子是属于EMC分析,所以,本帖子重点从EMC设计的角度进行论述。

接地的目的是为了引导干扰电流的方向,也就是说,一个好的结构布局保证设备对外*扰电流不流向电缆,外部对设备的干扰电流不流向核心电路。设备的通用接地点一般靠近电源输入口。

对于静电测试,容易出现问题的地方一般出现在接口部分以及开口或接缝处,这里不讨论其他问题,只讨论模拟接地。

很多仪器仪表产品的基本结构如下图所示:
[url=http://forum.eet-cn.com/images/attachments/201106/9950081898_TIME_1307434712457.jpg][url=http://forum.eet-cn.com/images/attachments/201106/9950081898_TIME_1307434712457.jpg][/url][/url]
上图是一个典型接法,模拟地与机箱之间不是直接电连接,采用一点接地。在静电测试中,模拟接口不可避免的会把能量接入模拟地,再通过接地点流向机箱(上几篇文章详细地论述了PCB板直接接机箱或浮地,结果是一样的,只不过流过PCB的干扰电流大小的问题)。在静电通过接地点时,在数字地和模拟地之间有一个△V的电压差,相对于模拟器件(A/D,D/A),这个压差就会影响到模拟器件的工作,A/D采集可能出现坏点,D/A输出可能就有一个阶跃,这在一些应用中就是致命的。

如果模拟地不是通过接地点与机箱相接,直接由螺钉连接,是不是就可以解决这个问题?结论是“可能”,不管你怎么连接,只能改变流向核心电路的能量大小,不可能完成避免。

如果改成下图的结构,结果要好很多:
[url=http://forum.eet-cn.com/images/attachments/201106/9950081898_TIME_1307434740100.jpg][url=http://forum.eet-cn.com/images/attachments/201106/9950081898_TIME_1307434740100.jpg][/url][/url]
采用全铺地,并且在模拟器件的旁边,在两个地之间加两个接地螺钉,效果要好很多,能量就近泄放,不会像上图一样形成一个大的泄放环路,不会在两个地之间形成电压差(或非常小,在模拟器件的共模抑制能力范围内),模拟器件在外部干扰下可以正常工作,顺利通过各种针对信号线的测试。

这只是一个典型例子,其实,不管什么样的结构,都可以近似于上图的模型,进行EMC分析和改造,只要记得,接地的本质就没问题。
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