屏蔽接地：一般我們把屏蔽分為兩種，一種是磁場屏蔽，這時(shí)，我們不太關(guān)注是否真的要接地，我們只關(guān)注磁場對屏蔽后方的均勻程度，也即是否會(huì)變成差模的干擾；另一種是電場屏蔽，也是基于靜電屏蔽原理，這里我們一般要求必須接地；總體上，這段話提到的接地都是指信號返回路徑的地（即噪聲要返回到噪聲源的途徑），而并非一定要接到地球。

 

講到屏蔽接地，就想到生活中最普通的臺式電腦。電腦機(jī)箱主要用著承重構(gòu)架和屏蔽的，夏天天氣熱，胳膊腿都裸露著，偶爾碰到電腦機(jī)箱，猛地一下被電到。這樣的經(jīng)歷你有沒有？？

 

電腦機(jī)殼電人，到底是一種什么現(xiàn)象，是靜電？是漏電？

 

我給出的答案是：大多數(shù)情況下是漏電，而非靜電。這和你家墻插有沒有真正的地線有關(guān)。當(dāng)墻插沒有地線時(shí)，而你的電腦主機(jī)和電源都是正品的時(shí)候，往往你會(huì)被不停地電一下的！

 

在主機(jī)內(nèi)部電源一般都是開關(guān)電源，為了保證EMC各項(xiàng)指標(biāo)合格（安規(guī)測試），一般正規(guī)廠家都會(huì)在交流輸入級加入線路濾波器見下圖，其中C1、C2為共模電容也叫Y電容，C3為差模電容也叫X電容。此電源濾波器目的是解決供電設(shè)備EMS和EMI問題而設(shè)立的，但是它的存在勢必引入人身安全隱患。所以這類電容必須從耐壓、漏電流、到失效效果上被特殊制作，被稱為安規(guī)電容。這個(gè)電路也是保護(hù)地、噪聲返回路徑結(jié)合的一個(gè)例子。

LNG分別對應(yīng)墻插的火線零線和地線，同時(shí)機(jī)箱也是和G相連接的。常規(guī)市電供電，火線L對大地大概220V電壓，這個(gè)和墻插有沒有接地?zé)o關(guān)。當(dāng)墻插沒接地線時(shí)，也就是說機(jī)殼未接地，那么L對G(機(jī)殼)就會(huì)呈現(xiàn)110V左右電壓，G(機(jī)殼)對N(即大地，基于TN-S、TN-C-S供電系統(tǒng))呈現(xiàn)110V電壓，這也就是我們用測電筆點(diǎn)在電腦機(jī)殼上，筆會(huì)一直亮著的原因。當(dāng)你碰到機(jī)箱的一瞬間，那么漏電流就會(huì)通過L到C1到人體到大地再到N形成回路。當(dāng)然這個(gè)電流也是瞬間的，畢竟人體阻抗是很低的，人體接觸后會(huì)與C2并聯(lián)，從而打破原來C1、C2的分壓值，進(jìn)而拉低機(jī)殼電位，也就是說瞬間被電后就沒什么感覺了，當(dāng)然你手拿開后再次觸摸機(jī)殼還是會(huì)被電一下的。

 

上面提到了安規(guī)，就規(guī)定了這個(gè)Y電容必須有足夠高的耐壓，足夠小的漏電流，即足夠小的容值，從而保證漏電流不至于威脅到人身安全。

 

通過上面的分析，大概知道，當(dāng)自己碰到這樣的電腦機(jī)箱，很可能說明自己買到的是正品，是針對安規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)過的！但也不要忘了，盡量給他來個(gè)接地（球）的線，不然，就會(huì)經(jīng)常被電的！

 

防靜電接地：摩擦、感應(yīng)和傳導(dǎo)都會(huì)都會(huì)產(chǎn)生靜電，針對不同應(yīng)用場合，靜電防護(hù)的方式也不同，比如有的可以直接接地；有的可以高阻接地，比如機(jī)房常用的防靜電地板；還有的直接懸空，利用尖端釋放電荷，比如無線防靜電環(huán)。

 

這里指針對常見的防靜電措施說一下，通常防靜電想達(dá)到的目的是：

 

① 要限制靜電的積累，隨著靜電荷的積累，勢必產(chǎn)生越來越高的電壓，對人和設(shè)備都是安全隱患；

 

② 不能存在大的泄放電流；

 

這樣就需要一個(gè)平衡度的掌握，既想放掉又不至于放的太快。所以一般都是高阻接地的；比如防靜電工作臺和防靜電地板。

 

做產(chǎn)品的無論是固定式、便攜式還是手持式的設(shè)備，一般都面臨防浪涌保護(hù)接地、靜電防護(hù)接地、屏蔽外殼接地、板級接地等設(shè)計(jì)；外殼和PCB板的工作地之間的連接關(guān)系，往往很重要。那么這兩種地的連接方式無非是“不連”、“短接”、“阻抗相連”三類情況。這里主要考慮設(shè)備接地?zé)o論前后都是和電源繞不開的，無論保護(hù)接地還是工作接地。下面僅針對隔離型開關(guān)電源供電設(shè)備進(jìn)行接地分析（無論是DC-DC還是AC-DC，其抗干擾分析是一致的）。

上圖是隔離型AC-DC開關(guān)電源原理簡圖，其中Cs為變壓器初次級之間的雜散電容，C1為保護(hù)地和熱地之間的安規(guī)電容，C4為工作地與保護(hù)地（機(jī)殼地）之間的安規(guī)電容。圖片01.jpg是保護(hù)地，圖片02.jpg是熱地，圖片03.jpg是負(fù)載設(shè)備的工作地。

 

首先我們分析這幾個(gè)電容的必要性，也就是作用。開關(guān)電源最大優(yōu)點(diǎn)是效率高，最大的缺點(diǎn)就是紋波噪聲大；那么分析這三個(gè)電容就從開關(guān)噪聲回路開始。

 

開關(guān)噪聲是開關(guān)管在飽和和截止瞬間能量轉(zhuǎn)換問題引發(fā)的衰減振蕩噪聲，這類噪聲的頻率可以預(yù)測，幅值可以通過RCD吸收等方式吸收一部分，但傳導(dǎo)干擾本省還是比較嚴(yán)重的，尤其針對模擬微弱信號處理的負(fù)載板。

 

這種噪聲傳導(dǎo)必然通過隔離變壓器的雜散電容CS耦合到次級，那么我們在尋找開關(guān)噪聲的返回路徑時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果沒有C1,噪聲勢必會(huì)通過L-N回路返回，并污染電網(wǎng)，造成對外電磁輻射超標(biāo)。同時(shí)向后，通過雜散電容CS耦合到次級板級供電處，必然也有有一條返回路徑C4的存在，才能保證噪聲對后級負(fù)載影響盡量降低。其實(shí)這種通過電容連接的方式我們也叫做高頻接地或浮地設(shè)計(jì)，這種接地對低頻而言是浮置的。

 

以上高頻接地依然存在一個(gè)靜電防護(hù)問題，就是當(dāng)PCB負(fù)載為浮地設(shè)計(jì)時(shí)，可能會(huì)有靜電積累，那么勢必會(huì)使C4右端電勢不斷抬高，這樣的靜電隱患必須解決，不然對設(shè)備是很大的威脅。方法是有的，我們可以衍生出高頻加靜電釋放接地方式，也就是將電容C4并聯(lián)一個(gè)釋放電阻一般選擇兆歐級或者壓敏器件。

 

以上說明了PCB的工作地和外殼地的兩種連接方式---通過電容進(jìn)行連接或者阻容進(jìn)行連接以及它們的作用；那如果直接把PCB的工作地直接和保護(hù)地（外殼）進(jìn)行短接，會(huì)有什么問題呢？要分情況了：如果保護(hù)地很“干凈”，這種方法很實(shí)用；如果保護(hù)地很“雜亂”，那么最直接的隱患就是大地上的很多干擾，同時(shí)都有可能通過這種直接傳導(dǎo)方式進(jìn)入電路板，通過共模轉(zhuǎn)差模的方式，進(jìn)而干擾電路板上的正常信號。

 

當(dāng)然還存在低頻接地、高頻懸浮的方式連接二者，比如PCB通過電感連接外殼接地。

 

總之，接地是因地制宜的，要考慮實(shí)際應(yīng)用場所，清楚自己接地的目的，然后指導(dǎo)自己用合適接地方式來處理自己的系統(tǒng)，達(dá)到安全和電磁兼容的雙重效果。這樣設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品接地才是合格的！

 

再強(qiáng)調(diào)一番：這一切的前提是你對接地要有個(gè)系統(tǒng)概念。