探秘 EMC:數(shù)字地與模擬地的區(qū)別、接地方式及解析
出處:網(wǎng)絡整理 發(fā)布于:2025-07-02 16:23:13
具體而言,數(shù)字地是數(shù)字電路部分的公共基準端,也就是數(shù)字電壓信號的基準端;模擬地則是模擬電路部分的公共基準端,是模擬信號的電壓基準端(零電位點)。
將地分為數(shù)字地和模擬地是有其重要原因的。數(shù)字信號通常為矩形波,含有大量的諧波。如果電路板中的數(shù)字地與模擬地沒有從接入點分開,數(shù)字信號中的諧波就很容易干擾到模擬信號的波形。當模擬信號為高頻或強電信號時,也會對數(shù)字電路的正常工作產生影響。模擬電路涉及弱小信號,而數(shù)字電路門限電平較高,對電源的要求相對模擬電路較低。在既有數(shù)字電路又有模擬電路的系統(tǒng)中,數(shù)字電路產生的噪聲會影響模擬電路,使模擬電路的小信號指標變差。其根本原因在于,無法保證電路板上銅箔的電阻為零,所以在接入點將數(shù)字地和模擬地分開,目的是將數(shù)字地和模擬地的共地電阻降到。

接地方式主要有單點接地,單點接地又分為串聯(lián)單點接地和并聯(lián)單點接地。在串聯(lián)單點接地中,許多電路之間存在公共阻抗,因此相互之間由公共阻抗耦合產生的干擾十分嚴重。如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連,會導致互相干擾,但不短接又不合適。對于低頻模擬電路,除了加粗和縮短地線之外,電路各部分采用單點接地是抑制地線干擾的選擇,主要可防止由于地線公共阻抗而導致的部件之間的互相干擾。而對于高頻電路和數(shù)字電路,由于這時地線的電感效應影響會更大,單點接地會導致實際地線加長而帶來不利影響,這時應采取多點接地和單點接地相結合的方式。

一開始,在機器的數(shù)字地以及模擬地之間串了 0Ω 電阻,在 CE 測試中的電流法可以降低輻射超標頻點,但組裝到汽車上后,機器的功能出現(xiàn)問題,容易受到其他模塊來的雜音串擾,所以該方案被否決。
于是,考慮到電容的隔直通交性能,嘗試用它來降低相應頻段的 CE 超標,同時保障機器不受其他功能影響。具體措施是,在不同地方進行電容接地,在板子正面的反激電路的電源地和數(shù)字地之間加了 100nF 電容,板子正面的模擬地和數(shù)字地之間加 100nF 電容,在板子背面的模擬地和電源地之間加 10nF 電容。依據(jù)這些整改措施,測試結果比較理想,之前的超標頻點整體都降下去了。
實際上,在許多涉及反激電路、數(shù)字電路和模擬電路的電子設備中,都會進行分地操作。但為了解決機器的 EMC 問題,需要對不同類型的 “地” 通過電阻或者電容進行多點接地。不管是采用電容連接,還是通過電阻、電感等電子器件,都要在不影響機器正常功能的前提下進行相應的整改。
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