一引言

隨著電子產品的功能越來越復雜，所需要的模塊和元器件也越來越多，但是就是由于這些原因，導致了我們的地被不斷的分割，雖然四層板可以有一個完整的地平面，但是我們所需要的過孔也多，不需要的雜散的參數更多，這些雜散的參數和地的不平衡造成EMI的問題的因素。

二地的概念

傳統的定義是電路正常工作時需要一個電壓的參考點，人們把這個稱作地，這個點叫做參考電位。現在，隨著電子設備的普及，電磁干擾問題也越來越嚴重。地的術語也越來越廣，例如濾波地、屏蔽地、回流地、安全地等各種叫法。總的來說地就是電源電流、信號電流的回流路徑。

三地線形成干擾的原因

1.地線阻抗的不平衡 說到地線的阻抗，很多人會想到一個典型的規范，就是接地電阻要小于4Ω。但是請注意了，傳統上我們提到接地電阻要小于4Ω，是針對安全地而言的，較小的接地電阻保證了在出現故障電流時不會出現過大的電壓，不會對人體造成傷害。另外，較小的接地電阻還保證了在配電系統出現短路故障時能夠產生較大短路電流，觸發保護裝置。本文討論地線阻抗并不是為了安全的目的，而是針對地線阻抗對電路系統電磁兼容性的影響。 那么地線的阻抗如何造成電磁干擾呢？首先，我們先來回顧一下地線的阻抗。

通過上面的公式我們可以地線阻抗的大小是由哪些參數決定的，RDC是導線上的直流電阻值，jwL是感抗。由于RDC是ρ（電阻率）、S（橫截面積）、L（長度）這三個因素決定的。ρ材料的電阻率一般導線制作出來就已經固定了，銅的電阻率為1。所以在直流電中影響電阻的阻值就是導線的橫截面積和導線的長度。根據公式:

可知交流電阻阻值的大小頻率也有關系。那決定感抗的因素有哪些呢？

根據公式:

決定感量的因數主要是導線的長度和導線的直徑。因此決定導線的阻抗的因素我們也知道了，所以在電路中各個地方的地阻抗的不一致就是以上的因素所決定的。那么，我們來看一下地阻抗的不平衡如何產生電磁干擾的。

圖2地線電位真實情況

圖2我們的感覺就像是地理書上的地貌的分布，其實這是PCB板上的地阻抗的分布，可以看到，不同的地阻抗所對應的電位不一樣。因此我們第一步的理解就是地阻抗的不平衡，導致了地的電位不一樣，地與地之間產生了電位差。這個電位差可以等效成一個電源信號，這個電源信號在地的阻抗下，產生了地電流，這個地電流就是我們所說的地噪聲。地噪聲的存在可以通過一些線束或空間輻射輻射出來，這樣我們在測試CE或RE時不能通過測試。 2.地環路的干擾 地環路干擾是一種較常見的干擾現象，常常發生在通過較長電纜連接的相距較遠的設備之間。其產生的內在原因是地環路電流的存在。圖3中設備1-互聯電纜-設備2-地線構成了一個回路。需要注意的是，有時候地環路并不明顯，即使兩臺設備沒有同時連接到同一個金屬體，甚至兩臺設備都沒有連接到同一個金屬體上，地環路也可能存在。因為設備與地線面之間存在著雜散電容，這些雜散電容構成了電流的通路。

圖3地環路干擾形成

根據上圖3可以看出I1和I2就是地電流通過設備1、設備2與地之間的寄生電容形成了一個環路。對于圖2所示的非平衡電路，I1和I2經過輸入阻抗后形成噪聲電壓VN,對電路形成干擾。 四

形成環路電流的原因

1.當兩個設備的接地點不同時，由于兩個接地點的電位不同，在兩個設備的接地點之間形成電壓，在這個電壓的驅動下形成了地環路電流，如圖4所示。這個地線電壓的形成是由于作為地的導體上流過了較大的電流，電流在導體阻抗上形成電壓。形成這個電流的常見機理包括，地線設計不良的建筑物中地線上流過了工作電流；機柜上發生了靜電放電現象，靜電放電電流流過機柜上搭接點；雷電在飛機、艦船等殼體上感應出電流，等等。上節討論的雷電導致的地電位不同是一種最極端的情況。

2.如圖4所示，當一個設備的接地線上電壓較大時，這個電壓驅動了地環路電流，這種情況很常見，它通常由兩個原因產生，如圖5所示。

圖4 地線電壓的形成

圖5設備接地線上產生電壓的各種原因

（1）浪涌泄放電流流過地線。前面提到，為了保護設備免受浪涌電壓的損害，需要在電纜的端口安裝浪涌電壓保護器。當線路上出現浪涌電壓時，浪涌抑制器就會起作用，把浪涌能量旁路到大地，浪涌電流（可達幾千安培）就會在地線上產生電壓，這種電壓可以很高，甚至會達到干擾數字電路的程度。

（2）靜電放電電流。當機殼上發生靜電放電時，放電電流會流過安全地線，由于靜電放電電流具有很高的頻率，地線呈現很大的感抗，因此會產生很高的地線電壓，造成嚴重的干擾問題。

3.當互聯設備處在較強的交變電磁場中時，根據電磁感應定律，交變磁場會在這個回路中產生感應電壓V=l（dp/dt），l是回路的電感，p是磁通量。在這個電壓驅動下，在設備1-互聯電纜-設備2-地形成的環路中感應出環路電流，如圖5所示。

五總結

上面說明的地線的形成干擾的原因主要是低阻抗的不平衡、地回路面積的大小。所以我們在設計產品時要考慮地該怎么畫，怎樣的回路才是最正確的，這樣就大大減少我們后面過認證時減少一定的成本.
編輯：hfy