PCB的地线(一定要看)

随着电子市场的激烈竞争，PCB设计越来越精密，并向高速化发展。设计人员不仅需要考虑成本，而且要考虑如何设计PCB板才能使电路更具可靠性。不合理的地线设计会引入干扰，使系统达不到设计的要求。这就促使我们在PCB的教学中也要经常注意培养学生多方面综合考虑问题的能力，以提高学生在今后工作中的竞争力。本文就从地线方面讨论PCB 板设计时需要注意的几个问题，以提高PCB设计的可靠性。

一、地线布设的一般原则

电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。如果能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可以解决部分干扰问题。地线布设时要符合以下原则：

1.首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小则散热不好，且邻近线条易受干扰。电路板的最佳形状是矩形，长宽比为3:2或4:3.位于电路板边缘的元器件离电路板边缘一般不小于2 mm.

2.在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观。而且装焊容易。易于批量生产。

3.布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起。

4.尽可能地减小环路面积，以抑制开关电源的辐射干扰。

5.按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。

6.放置器件时要考虑以后的焊接，不要太紧密。

二、实际布设地线时的注意事项

地线作为电路的公共参考点起着很重要的作用，它是控制干扰的重要方法。因此，在布局中应仔细考虑接地线的放置。在地线设计中应注意以下几点：

1.尽量加粗接地线。若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏，因此要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线，尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽。它们的关系是：地线>电源线>信号线。如有可能，接地线的宽度应大于3 mm,也可用大面积铜层作地线用，在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。

2.公共地线一般布置在印制电路板的最边缘。并尽可能多地保留铜箔，这样既可便于印制电路板安装在机架上，也便于机架相连接。公共地不应该闭合，以免产生电磁感应，接地线要求尽量短，不同的单元电路应该分别接地。

3.正确选择接地方式。在低频电路中，信号的频率小于1 MHz,它的布线与器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而采用单点接地。当信号工作频率大于10 MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，采用就近多点接地。当工作频率在1~10MHz时，如果采用单点接地，其地线长度不宜超过波长的1/20,否则采用多点接地。印制电路板上有多个返回地线，这些都汇聚在回电源的哪个接点上，就是所谓的单点接地。所谓的模拟地、数字地、大功率器件地分开，是指布线分开，而最后都汇聚到这个接地点上。与印制电路板以外的信号相连时，通常采用屏蔽电缆，一端接地为好。

4.数字电流不宜流经模拟器件。在数字电路中，由于信号的频率较高地线呈较大阻抗，如果和不同电路共用一段地线。强能出现公共阻抗耦合问题。PCB板上要尽量分开数字电路与模拟电路，两者不要混用地线，宜分别与电源端相连。

5.如果印制电路板上有许多集成电路元件时，要将地线制成闭环路以明显提高噪声能力。因为集成电路元件受到接地线粗细的限制，会在地线上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降；若将地线接环路，会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。

6.高频电路不能采用分地线，而要用大面积公共地方法。（数字电路所有器件都只用一个数字地，模拟电路所有器件都只用一个模拟地，且这个数字地和模拟地是大面积的）

如图，高频电路采用这种分地线是错误的。这样连接，各地之间有导线阻抗，造成各地电位有漂移，高频时各地电位会相差很大，若是数字电路直接逻辑出错

这样连接，各地之间电位仍然几乎相等，若是数字系统不会逻辑出错。且最后公共的那个地要大面积

7.高速电流不应流经低速电流。

8.尽量避免地环路。