為什么要將模擬地和數(shù)字地分開，如何分開?Answer：模擬信號和數(shù)字信號都要回流到地，因為數(shù)字信號變化速度快，從而在數(shù)字地上引起的噪聲就會很大，而模擬信號是需要一個干凈的地參考工作的。如果模擬地和數(shù)字地混在一起，噪聲就會影響到模擬信號。一般來說，模擬地和數(shù)字地要分開處理，然后通過細(xì)的走線連在一起，或者單點(diǎn)接在一起?？偟乃枷胧潜M量阻隔數(shù)字地上的噪聲竄到模擬地上。當(dāng)然這也不是非常嚴(yán)格的要求模擬地和數(shù)字地必須分開，如果模擬部分附近的數(shù)字地還是很干凈的話可以合在一起。數(shù)字地，作為數(shù)字電路的公共基準(zhǔn)端，是數(shù)字電壓信號的起點(diǎn);而模擬地，則是模擬電路的公共基準(zhǔn)端，負(fù)責(zé)提供模擬信號的電壓基準(zhǔn)。然而，由于數(shù)字信號常為矩形波，其中包含大量諧波，若數(shù)字地與模擬地未在接入點(diǎn)分開，這些諧波可能干擾模擬信號的波形。同時，模擬信號的高頻或強(qiáng)電特性也可能對數(shù)字電路構(gòu)成影響。此外，模擬電路處理的是微弱信號，而數(shù)字電路的門限電平較高，對電源的要求相對較低。在混合了數(shù)字和模擬電路的系統(tǒng)中，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲會損害模擬電路的性能。因此，為確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，必須將模擬地與數(shù)字地分開。

在電路設(shè)計和分析中，接地符號在電路設(shè)計中至關(guān)重要。它不僅關(guān)乎電路的穩(wěn)定性，更對電子設(shè)備的性能有著深遠(yuǎn)的影響。為了幫助大家更好地理解和應(yīng)用接地符號，我們將深入探討其各種類型和含義。PE、PGND和FG通常被用作保護(hù)地或機(jī)殼的標(biāo)識;而BGND或DC-RETURN則代表直流48V或+24V電源(電池)的回流地。在電路中，GND常被設(shè)定為電壓的參考基準(zhǔn)點(diǎn)。從電氣角度出發(fā)，GND可分為電源地和信號地，其中PG是PowerGround(電源地)的縮寫，而SignalGround則表示信號地。盡管這兩種類型的GND可能在實際中是相連的，但為了便于電路分析，它們被賦予了不同的名稱。

此外，根據(jù)電路類型的不同，還存在數(shù)字地和模擬地的區(qū)分。數(shù)字地，也被稱為邏輯地，主要用于承載各種開關(guān)量(數(shù)字信號)的零電位;而模擬地則是各種模擬量信號的零電位所在。在分析電路時，確定某部分是屬于數(shù)字還是模擬至關(guān)重要，這涉及到如何正確處理信號和電源的接地問題。

在PCB設(shè)計中，模擬地用于模擬信號，而數(shù)字地用于數(shù)字信號。一般來說，模擬信號的參考地自然是模擬地，而工作電源和基準(zhǔn)電源的參考地也屬于模擬地。至于數(shù)據(jù)、地址、控制等數(shù)字邏輯信號的參考地，則通常被劃分為數(shù)字地。此外，在查閱芯片數(shù)據(jù)手冊時，我們也需要留意DGND和AGND等標(biāo)識，以準(zhǔn)確區(qū)分?jǐn)?shù)字地和模擬地。

對于混合信號電路，如D/A轉(zhuǎn)換器等，其接地處理可能需要一些技巧?；旌闲盘栃酒柚?jǐn)慎處理數(shù)字輸入與模擬地間的連接。這類芯片通常同時包含數(shù)字和模擬部分，因此在設(shè)計時需要謹(jǐn)慎處理數(shù)字輸入和模擬地之間的連接。一種常用的方法是先處理好數(shù)字輸入，然后將剩余部分劃歸到模擬部分進(jìn)行設(shè)計。另外，分析也能幫助我們更清晰地劃分?jǐn)?shù)字地和模擬地。例如，總電源電壓供電的部分連接的地通常是數(shù)字地，而連接到模擬器件的地則是模擬地。在PCB布局時，我們需要確保這兩種類型的地被適當(dāng)?shù)胤指糸_來，以避免潛在的干擾問題。

一般提及模擬地與數(shù)字地分離時，人們往往會想到使用兩種電源，然而實際上并非如此。模擬地可比作繁忙的河，數(shù)字地像平靜的湖。在PCB板上，這兩種地是共存的。那么，如何實現(xiàn)它們的分離呢?我們可以這樣理解：將承載大電流的地視為模擬地，而將信號流經(jīng)的地視為數(shù)字地。前者由于電流大，因此相對較“臟”;后者由于電流小，因此相對較“干凈”。

以一個湖和一條河為例，湖可以比作數(shù)字地，而河(尤其是繁忙的船只通行)則可以比作模擬地，其相對較“臟”。湖中的小孩在游泳，其動作只能激起小小的漣漪，因此可以比作數(shù)字地，相對較“干凈”。然而，每當(dāng)船只經(jīng)過時，湖的右側(cè)會掀起巨大的波瀾，并逐漸擴(kuò)散至整個湖面，對小孩的游泳造成嚴(yán)重影響，甚至可能危及生命。這就好比模擬地“污染”了數(shù)字地。

數(shù)字地和模擬地，盡管在本質(zhì)上都是為電路提供參考基準(zhǔn)，但它們在實際應(yīng)用中卻必須保持分離。這種分離的必要性源于兩者在實際操作中可能產(chǎn)生的相互干擾。這種干擾主要源于共享接地線路上的電阻，當(dāng)模擬回路和數(shù)字回路的電流同時通過這條線路時，電阻會導(dǎo)致電壓損耗，進(jìn)而影響各自回路的性能，甚至可能引發(fā)其他問題。因此，為了確保數(shù)字地與模擬地能夠獨(dú)立且穩(wěn)定地工作，它們必須進(jìn)行分開設(shè)計。

數(shù)字信號通常呈現(xiàn)為矩形波，并攜帶大量諧波。若電路板上的數(shù)字地與模擬地未在接入點(diǎn)處進(jìn)行分離，這些諧波極易干擾模擬信號的波形。同時，高頻或強(qiáng)電的模擬信號也會對數(shù)字電路的正常運(yùn)作構(gòu)成影響。由于模擬電路處理的是微弱信號，而數(shù)字電路的門限電平較高，其對電源的要求相較于模擬電路而言要低一些。然而，在混合了數(shù)字電路和模擬電路的系統(tǒng)中，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲不可避免地會影響到模擬電路，進(jìn)而損害模擬電路的小信號性能。為了解決這一問題，通常采用的方法是將模擬地與數(shù)字地進(jìn)行分離。

若將模擬地與數(shù)字地大面積直接相連，將不可避免地導(dǎo)致兩者之間的相互干擾。雖然完全不連接也不合適，但在處理時需謹(jǐn)慎。對于低頻模擬電路，通過加粗和縮短地線，并采用電路各部分的一點(diǎn)接地方式，可以有效地抑制地線干擾，從而防止因公共阻抗而引發(fā)的部件間干擾。而在高頻電路中，由于地線的電感效應(yīng)更為顯著，建議采用分開接地與一點(diǎn)接地相結(jié)合的方法。同時考慮到低頻環(huán)境和高頻環(huán)境的不同需求，數(shù)字電源與模擬電源最好分離布置，地線也需分開設(shè)置。

模擬地與數(shù)字地之間的連接，可以采用以下四種方法：首先是使用磁珠連接，磁珠在高頻段展現(xiàn)出優(yōu)異的阻抗特性，能有效抑制信號線和電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，同時具備靜電脈沖吸收能力。其次，可以選擇用電容連接，利用電容隔直通交的原理來濾除噪聲。再者，用電感連接也是一種方式，通常選用幾微亨到數(shù)十微亨的電感。最后，還可以通過0歐姆電阻進(jìn)行連接，0歐姆電阻能保證直流電位相等，實現(xiàn)單點(diǎn)接地，對所有頻率的噪聲都有衰減作用。

針對這一問題，我們提出兩種解決方案：

第一種方案是消除PCB線阻抗，這樣自然可以避免干擾。然而，這就像讓3樓的人員直接從高處跳下，顯然這是不可能實現(xiàn)的。

第二種方案則是將兩條回路分開布局，確保數(shù)字流與模擬流各自獨(dú)立行走，也就是實現(xiàn)數(shù)地與模地的完全隔離。此外，在模擬回路中，也需要區(qū)分大電流與小電流回路，以進(jìn)一步減少相互干擾。所謂的干擾，即是指不同回路中的電流在PCB走線上產(chǎn)生的電壓疊加效應(yīng)。

由于數(shù)字信號通常呈現(xiàn)為矩形波，并攜帶大量諧波，因此若電路板中的數(shù)字地與模擬地未在接入點(diǎn)處進(jìn)行分離，這些諧波極易對模擬信號波形造成干擾。同時，若模擬信號為高頻或強(qiáng)電信號，也可能對數(shù)字電路的正常工作造成影響。值得注意的是，模擬電路常處理弱小信號，而數(shù)字電路的門限電平則相對較高，對電源的要求較模擬電路略低。在混合了數(shù)字電路和模擬電路的系統(tǒng)中，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲會損害模擬電路的小信號指標(biāo)。為克服此問題，應(yīng)將模擬地與數(shù)字地分開。關(guān)鍵在于，無法保證電路板上銅箔的電阻為零，因此在接入點(diǎn)處將數(shù)字地與模擬地分離，旨在最小化共地電阻。