在電子系統(tǒng)中，地線干擾常常是電子工程師們面臨的一大難題。這種干擾主要源自低緩魯中的電流，這些電流可能是由外部電磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生，或是由于內(nèi)部電路的不平衡所致。它們對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，因此，必須采取有效措施來(lái)消除或減小這種地線干擾。現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路)，而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問(wèn)題，特別是地線上的噪音干擾。

數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō)，高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對(duì)地線來(lái)說(shuō)，整人PCB 對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問(wèn)題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接，請(qǐng)注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)決定。

在PCB設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要布置，可以說(shuō)前面的準(zhǔn)備工作都是為了保證布線而做的，而且在整個(gè)PCB中，以布線的設(shè)計(jì)過(guò)程限定最高、技巧最細(xì)、工作量最大，非?？简?yàn)工程師的功力，所以如果工程師遇到數(shù)字電路和模擬電路的共地處理，該如何做好布線?

一般來(lái)說(shuō)，PCB布線可分為單面布線、雙面布線及多層布線，而布線的方式也分為自動(dòng)布線及交互式布線，要想提高布線成功概率，工程師可在自動(dòng)布線前，可用交互式預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾，必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，否則很容易產(chǎn)生寄生耦合。自動(dòng)布線的布通率依賴(lài)于良好的布局，布線規(guī)則可預(yù)先設(shè)定，包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等。

現(xiàn)在PCB基本上不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路)，而是由數(shù)字和模擬電路混合構(gòu)成的，因此在布線時(shí)要充分考慮它們之間互相干擾的問(wèn)題，特別是地線的噪音干擾。

在測(cè)量控制領(lǐng)域，我們面臨著供電地系統(tǒng)、模擬信號(hào)地系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)地系統(tǒng)等多重地系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。為了確保這些系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，避免彼此間的干擾，我們必須對(duì)它們的地進(jìn)行隔離。值得注意的是，這里的**“地”與通常所說(shuō)的“接地”并不等同**。

在電路中，“地”通常指的是系統(tǒng)的公共參考點(diǎn)，而“接地”則意味著將這個(gè)公共點(diǎn)與大地相連，以確保“零電位”的穩(wěn)定性。然而，在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中，為了安全起見(jiàn)，往往需要將接地系統(tǒng)就近接地。當(dāng)存在多個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，就可能形成地回路，進(jìn)而導(dǎo)致流過(guò)地回路的電流產(chǎn)生，最終引發(fā)耦合干擾問(wèn)題。

屏蔽線兩端接地時(shí)的情況，其中接地點(diǎn)A和接地點(diǎn)B之間會(huì)產(chǎn)生電位差，從而形成電流。這種干擾信號(hào)會(huì)與期望的有用信號(hào)混合在一起，構(gòu)成第一種干擾類(lèi)型。另外，如果信號(hào)線的屏蔽層在信號(hào)源和二次儀表兩端都接地，那么屏蔽層的感應(yīng)電流會(huì)通過(guò)屏蔽層與信號(hào)線的分布電容，進(jìn)而耦合到信號(hào)線中，這也是一種干擾信號(hào)，它與有用信號(hào)混合在一起，構(gòu)成了第二種干擾類(lèi)型。

數(shù)字地是數(shù)字電路的公共基準(zhǔn)端，即數(shù)字電壓信號(hào)的參考點(diǎn);而模擬地則是模擬電路的公共基準(zhǔn)端，為模擬信號(hào)提供電壓參考。

將數(shù)字地與模擬地分開(kāi)的必要性在于：數(shù)字信號(hào)，通常為矩形波，攜帶大量諧波。若電路板上的數(shù)字地與模擬地未在接入點(diǎn)處分離，這些諧波可能會(huì)干擾模擬信號(hào)的波形。同時(shí)，當(dāng)模擬信號(hào)為高頻或大功率時(shí)，也可能對(duì)數(shù)字電路造成影響。由于模擬電路處理微弱信號(hào)，而數(shù)字電路的門(mén)限電平較高，對(duì)電源的要求相對(duì)較低，因此在混合系統(tǒng)中，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲會(huì)損害模擬電路的性能。為解決這一問(wèn)題，通常的做法是將模擬地與數(shù)字地分開(kāi)。

未能將數(shù)字地與模擬地完全分開(kāi)的根本原因是電路板上銅箔的電阻不可能為零。通過(guò)在接入點(diǎn)處將兩者分離，可以最小化共地電阻，從而減少相互干擾。

在處理數(shù)字地與模擬地時(shí)，需遵循以下基本原則：

避免大面積直接相連：這將導(dǎo)致兩種地線之間的相互干擾。

對(duì)于低頻模擬電路，采用一點(diǎn)接地是抑制地線干擾的有效方法，它可以防止因公共阻抗而引起的部件間干擾。

在高頻電路和數(shù)字電路中，由于地線電感的影響更為顯著，單純的一點(diǎn)接地可能導(dǎo)致實(shí)際地線過(guò)長(zhǎng)，不利于信號(hào)完整性。因此，應(yīng)結(jié)合使用分開(kāi)接地和一點(diǎn)接地的方法。

抑制高頻輻射噪聲的措施包括加粗地線以降低噪聲阻抗，以及滿接地策略，即盡可能多地使用地線，避免無(wú)用的大面積銅箔。

地線應(yīng)構(gòu)成環(huán)路以防止高頻輻射噪聲的產(chǎn)生，但需注意環(huán)路面積不宜過(guò)大，以避免在強(qiáng)磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。對(duì)于低頻電路而言，則應(yīng)避免形成地線環(huán)路。

數(shù)字電源與模擬電源最好隔離布置，地線也應(yīng)分開(kāi)。若系統(tǒng)中存在A/D轉(zhuǎn)換器，則僅在此處實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)共地。

在低頻段，模擬和數(shù)字地線的影響并不顯著，因此建議采用一點(diǎn)接地的方式。然而，在高頻段，這種接地方式可能導(dǎo)致問(wèn)題，因?yàn)閿?shù)字信號(hào)的矩形波攜帶大量諧波，可能干擾模擬信號(hào)。為了解決這一問(wèn)題，可以通過(guò)在模擬和數(shù)字地線之間串接磁珠來(lái)實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)共地。磁珠采用鐵氧體材料，具有優(yōu)良的高頻阻抗特性，能有效抑制信號(hào)線和電源線上的高頻噪聲。

此外，還有四種常見(jiàn)的模擬地和數(shù)字地間的連接方法：使用磁珠、電容、電感或0歐姆電阻進(jìn)行連接。其中，0歐姆電阻是最佳選擇，因?yàn)樗鼙ＷC直流電位相等，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)接地，并有效衰減所有頻率的噪聲。電感連接則適用于特定的頻率范圍，而電容連接則主要用于電源濾波。

此外，電容也常用于電路中，利用其隔直通交的原理來(lái)處理信號(hào)。而電感與磁珠則各有其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。電感是儲(chǔ)能元件，常用于電源濾波回路;而磁珠則多用于信號(hào)回路，用于抑制電磁輻射干擾。兩者雖原理相似，但在頻率特性和應(yīng)用上有所不同。

電路板地線之間的干擾問(wèn)題可以通過(guò)以下方法來(lái)解決：

1. 確保信號(hào)線長(zhǎng)度相等

通過(guò)調(diào)整信號(hào)線長(zhǎng)度，使其相等，可以避免信號(hào)在傳輸過(guò)程中發(fā)生相位差，從而達(dá)到抑制干擾的目的。

2. 確保線路走向相同

可以通過(guò)將線路走向相同，消除信號(hào)在傳輸過(guò)程中發(fā)生相位差，從而達(dá)到抑制干擾的目的。

3. 確保地線回路相同

通過(guò)將地線回路相同，可以消除因地線回路不同而導(dǎo)致的干擾問(wèn)題。

4. 使用屏蔽技術(shù)

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可以使用屏蔽技術(shù)來(lái)減少干擾。屏蔽技術(shù)可以將信號(hào)線包裹在金屬屏蔽層中，從而避免干擾的產(chǎn)生。

5. 使用濾波器

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可以使用濾波器來(lái)減少干擾。濾波器可以將特定頻率的信號(hào)濾除，從而達(dá)到抑制干擾的目的。