在设计电路时地线对测量精度的影响

在设计精度要求较高的测量系统时，对地线的要求是比较高的，在进行功能试验的时候对地线的作用一般都不会考虑的太多，教课书上对此类问题阐述得较多，但一般的对精度和电磁屏蔽要求不是太高的设计时，设计者都不是很注意PCB 板上地线的设计对测量精度和电磁屏蔽的影响。笔者在实践中处理过这类很多问题，大部分的电路设计者对电路设计思路及外接全金属屏蔽网来抑制电磁干扰都考虑得很多，唯独很少去考虑PCB 板上地线的设计，对精度和电磁干扰的影响，不是考虑外在的东西不对，只是内在的东西如设计不好，系统地精度和抗电磁性能就很容易受到外部的干扰。

举个具体的例子，笔者有一次遇到这样一个事情，西工大航海学院的一个老师设计了一套海底定位系统，设计者开始时采用的设计思路是用一台笔记本电脑做上位机，下面做了一个仪器箱，把现场的信号通过电缆传到仪器箱，经处理后送给电脑，在电脑上进行分析处理。设计完成了，功能也都实现了。但这样究竟不像一个产品，就进行产品化改造，选用一台工业便捷机来替代笔记本电脑，便携机内部的空间够大，把原来仪器箱里的东西都放进来，好了很漂亮像一个产品，但开机就有问题了，仪器箱里的东西被干扰得一塌糊涂，用不成了。笔者去看时，第一眼判断是地线的问题，把地线从新接好，情况马上有了很大的改观，原来从示波器上看信号输出端的噪声的幅值从4V 变到700MV，但是这也不能用，可是理论上就是应这样处理，不该有别的问题了，笔者想了足有10杯茶的时间，从PCB 板上重找了一个地，重接在壳体地上，问题得到解决。这就很明显问题出在PCB 板上，PCB板上的地不是一个地，地线上有电势差，有些点的地被抬起，这对测量就产生了很大的影响，抗电磁干扰的能力就大大减弱，外壳的抗电磁处理的再好，内在的东西很差，说了这么多到底要注意什么在设计测量类的PCB 板时，第一在地线的设计时要设计成树状形式，不要设计成环路了，很多年轻人都很喜欢把地线设计成环路，这样就近很好接地。如图5但在测量类产品时很容易造成环形天线效应，增加电磁干扰。树状结构的画法如图6所示。在实际测量类电路中对地线的实际精量选用树状结构。第二在设计精度较高的系统时，各个单元的地不要汇接，要统一接到共地点上，错误的接法如图7所示，要使用正确的接法，如图片所示。

图5

图6

图7

图8