一般在我們的AD系統里面，都有非常明確的模擬電源/模擬地和數字電源/數字地，這些的處理相對比較重要。通常的系統中：

 

1、我們常用10~20歐姆電阻來(lái)做模擬電源和數字電源的隔離。當然，使用分組的隔離電源是最好的選擇，但是成本相對較高。

 

2、處理模擬地和數字地時(shí)，最終使用1點(diǎn)接連的辦法，這個(gè)連接點(diǎn)要選在PCB上的電荷平衡點(diǎn)，以防止出現電壓差，這需要良好的PCB和模擬設計基礎及經(jīng)驗。

 

3、使用PSRR較高的LDO，盡量避免使用DCDC和紋波超過(guò)300UV的電源穩壓器件。當然，我們可以通過(guò)差分輸入來(lái)減少來(lái)自電源的干擾。

 

4、良好的屏蔽罩同樣可以減少外部空間電磁輻射對AD系統的影響，諸如雷達、手機輻射、紫外線(xiàn)等。

 

電源地主要是針對電源回路電流所走的路徑而言的，一般來(lái)說(shuō)電源地流過(guò)的電流較大，而信號地主要是針對兩塊芯片或者模塊之間的通信信號的回流所流過(guò)的路徑，一般來(lái)說(shuō)信號地流過(guò)的電流很小，其實(shí)兩者都是GND，之所以分開(kāi)來(lái)說(shuō)，是想讓大家明白在布PCB板時(shí)要清楚地了解電源及信號回流各自所流過(guò)的路徑，然后在布板時(shí)考慮如何避免電源及信號共用回流路徑，如果共用的話(huà)，有可能會(huì )導致電源地上的大電流在信號地產(chǎn)生一個(gè)電壓差（可以解釋為：導線(xiàn)是有阻抗的，只是阻值很小，但如果所流過(guò)的電流較大時(shí)，也會(huì )在此導線(xiàn)上產(chǎn)生電位差，這也叫共阻抗干擾），使信號地的真實(shí)電位高于0V。信號地的電位較大時(shí)，有可能會(huì )使本來(lái)是高電平的信號被誤判為低電平。

 

當然電源地本來(lái)就很不干凈，這樣做也可以避免由于干擾使信號誤判。所以將電源地和信號地在布線(xiàn)時(shí)稍微注意一下，就可以。一般來(lái)說(shuō)即使在一起也不會(huì )產(chǎn)生大的問(wèn)題，因為數字電路的門(mén)限較高。除了正確進(jìn)行接地設計、安裝，還要正確進(jìn)行各種不同信號的接地處理?？刂葡到y中，大致有以下幾種地線(xiàn)：

 

（1）數字地：也叫邏輯地，是各種開(kāi)關(guān)量（數字量）信號的零電位。

（2）模擬地：是各種模擬量信號的零電位。

（3）信號地：通常為傳感器的地。

（4）交流地：交流供電電源的地線(xiàn)，這種地通常是產(chǎn)生噪聲的地。

（5）直流地：直流供電電源的地。

（6）屏蔽地：也叫機殼地，為防止靜電感應和磁場(chǎng)感應而設。

 

以上這些地線(xiàn)處理是系統設計、安裝、調試中的一個(gè)重要問(wèn)題。下面就接地問(wèn)題提出一些看法：

 

（1）控制系統宜采用一點(diǎn)接地。一般情況下，高頻電路應就近多點(diǎn)接地，低頻電路應一點(diǎn)接地。在低頻電路中，布線(xiàn)和元件間的電感并不是什么大問(wèn)題，然而接地形成的環(huán)路的干擾影響很大，因此，常以一點(diǎn)作為接地點(diǎn)；但一點(diǎn)接地不適用于高頻，因為高頻時(shí)，地線(xiàn)上具有電感，因而增加了地線(xiàn)阻抗，同時(shí)各地線(xiàn)之間又產(chǎn)生電感耦合。一般來(lái)說(shuō)，頻率在1MHz以下時(shí)可用一點(diǎn)接地；高于10MHz時(shí)，采用多點(diǎn)接地；在1～10MHz之間可用一點(diǎn)接地，也可用多點(diǎn)接地。

 

（2）交流地與信號地不能共用。由于在一段電源地線(xiàn)的兩點(diǎn)間會(huì )有數mV甚至幾V電壓，對低電平信號電路來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的干擾，因此必須加以隔離和防止。

 

（3）浮地與接地的比較。全機浮空即系統各個(gè)部分與大地浮置起來(lái)，這種方法簡(jiǎn)單，但整個(gè)系統與大地絕緣電阻不能小于50MΩ。這種方法具有一定的抗干擾能力，但一旦絕緣下降就會(huì )帶來(lái)干擾。還有一種方法，就是將機殼接地，其余部分浮空。這種方法抗干擾能力強，安全可靠，但實(shí)現起來(lái)比較復雜。

 

（4）模擬地。模擬地的接法十分重要。為了提高抗共模干擾能力，對于模擬信號可采用屏蔽浮技術(shù)。對于具體模擬量信號的接地處理要嚴格按照操作手冊上的要求設計。

 

（5）屏蔽地。在控制系統中為了減少信號中的電容耦合噪聲，有利于準確檢測和控制，對信號采用屏蔽措施是十分必要的。根據屏蔽目的不同，屏蔽地的接法也不一樣。電場(chǎng)屏蔽解決分布電容問(wèn)題，一般接大地；電磁場(chǎng)屏蔽主要避免雷達、電臺等高頻電磁場(chǎng)輻射干擾，利用低阻金屬材料高導流而制成，可接大地。磁場(chǎng)屏蔽用以防磁鐵、電機、變壓器、線(xiàn)圈等磁感應，其屏蔽方法是用高導磁材料使磁路閉合，一般接大地為好。當信號電路是一點(diǎn)接地時(shí)，低頻電纜的屏蔽層也應一點(diǎn)接地。如果電纜的屏蔽層接地點(diǎn)有一個(gè)以上時(shí)，將產(chǎn)生噪聲電流，形成噪聲干擾源。當一個(gè)電路有一個(gè)不接地的信號源與系統中接地的放大器相連時(shí)，輸入端的屏蔽應接至放大器的公共端；相反，當接地的信號源與系統中不接地的放大器相連時(shí)，放大器的輸入端也應接到信號源的公共端。

 

對于電氣系統的接地，要按接地的要求和目的分類(lèi)，不能將不同類(lèi)接地簡(jiǎn)單地、任意地連接在一起，而是要分成若干獨立的接地子系統，每個(gè)子系統都有其共同的接地點(diǎn)或接地干線(xiàn)，最后才連接在一起，實(shí)行總接地。

 

補充幾點(diǎn)：

1、首先我們要處理系統的晶體干擾問(wèn)題，晶體在一個(gè)PCB上的布局比較重要。當然，選型也很重要。理論上一個(gè)系統中的外部晶體頻率越低，系統越穩定，越不容易受到干擾，但是在內部做倍頻基本上是芯片級的應用層次了，補臺需要我們操心。

 

晶體的外殼如果是金屬的，通常要接到數字地上，晶體盡量遠離ADC電路，靠近MCU。

 

2、多個(gè)電源地之間可以考慮用電感來(lái)連接。計算一個(gè)比較適合的電感和BYPASS電容，可以消除一些附加在電源地上的干擾信號，這些可以用著(zhù)名的PSPICE軟件來(lái)模擬。

 

3、PCB設計時(shí)，電源的線(xiàn)寬應當根據電流大小布置，通常需要為普通信號線(xiàn)的數倍。在電池供電的微功耗設備里，建議最小的電源線(xiàn)寬不小于15MIL（這僅僅是我們的意見(jiàn)）。當然，有條件的可以用軟件來(lái)模擬下電流的實(shí)際大小和需要的線(xiàn)寬、線(xiàn)厚度等，這個(gè)在POWER PCB上可以實(shí)際仿真得到相關(guān)參數。