认识电路中的各种“地”

电路

工程师在设计电路时，为防止各种电路在电路正常工作中产生互相干扰，使之能相互兼容地有效工作。根据电路的性质，将电路中“零电位”——“地”分为不同的种类。

　　首先我们来认识几种“地”:：“热地”是指和交流电网直接或间接相连接的区域；“冷地”则是指没有和电网连接在一起的区域；信号“地”又称参考“地”，就是零电位的参考点，它是构成电路信号回路的公共端；保护“地”是在Ⅰ类电器设备（不能仅仅依靠绝缘来防护的设备）中为了保护人员安全而设置的一种电源接线方式，它的一端接用电器的外壳，另一端与大地作可靠连接。

　　一、信号“地”

信号“地”又称参考“地”，就是零电位的参考点，也是构成电路信号回路的公共端，图形符号“⊥”。

　　1）直流地：直流电路“地”，零电位参考点。

　　2）交流地：交流电的零线，应与地线区别开。

　　3）功率地：大电流网络器件、功放器件的零电位参考点。

　　4）模拟地：放大器、采样保持器、A/D转换器和比较器的零电位参考点。

　　5）数字地：也叫逻辑地，是数字电路的零电位参考点。

　　6）“热地”：开关电源无需使用变压器，其开关电路的“地”和市电电网有关，既所谓的“热地”，它是带电的。

　　7）“冷地”：由于开关电源的高频变压器将输入、输出端隔离；又由于其反馈电路常用光电耦合、既能传送反馈信号又将双方的“地”隔离，所以输出端的地称之为“冷地”，它不带电。图形符号为“⊥”。

　　二、音响中的“地”

　　1）屏蔽线接地：音响系统为防止干扰，其金属机壳用导线与信号“地”相接，这叫屏蔽接地。

　　2）音频专用“地”：专业音响为了防止干扰，除了屏蔽“地”之外，还需与音频专用“地”相连。此接地装置应专门埋设，并且应与隔离变压器、屏蔽式稳压电源的相应接地端相连后作为音控室中的专用音频接地点。

　　三、区别一下“热地”和“冷地”

　　在输入的交流电中，我们一般称一根为“火”线（相线），一根为“零”线（中心线），经过桥堆（或二极管）整理后得到直流电。一般以滤波电容的负端为参考电位，即“热地”。此时滤波电容的正端为+300V。此时，若以大地为参考“地”电位，来测量“热地”，“热地”实际是220V的交流电波形。因此：1）如果你站在地上，去接触“热地”，由于在“热地”和大地之间有220V交流电的电压差，你会被电击；2）如果你站在木制的椅子上（和大地完全隔开），去接触“热地”，没关系，你不会被电击。你本身跟“热地”的电位相同。这跟小鸟站在电线上不会被电击的道理完全相同。切记，在修理“带电”的机芯时，一定要使用隔离变压器（1：1变压器）。

　　对比解释：1）“冷地”一般是指可以直接触摸的“地线”，其电位和大地的相同。由于不带电，因而成为“冷地”。这是安全的“地”；

　　与220V市电完全隔离而且接地（在电路连接上可以接地也可以不接地）的电路地线叫“冷地”；冷地是经过电容隔离市电，或者用降压变压器降压后整流滤波出来的负极接地（经过变压器的地是冷地）。

　　2）“热地”是指带电的“地线”，决不可直接触摸，否则会被电击；

　　与220V市电连接而且不接地（无法接地）的电路地线叫做“热地”；热地就是市电直接整流输出没有用电容隔离的电源部分的接地（经过整流桥的地是热地）。

　　四、不同地线的处理方法

　　1. 数字地和模拟地应分开。在高要求电路中，数字地与模拟地必须分开。即使是对于A/D、D/A转换器同一芯片上两种“地”最好也要分开，仅在系统一点上把两种“地”连接起来。

　　2. 浮地与接地。系统浮地，是将系统电路的各部分的地线浮置起来，不与大地相连。这种接法，有一定抗干扰能力。但系统与地的绝缘电阻不能小于50MΩ，一旦绝缘性能下降，就会带来干扰。通常采用系统浮地，机壳接地，可使抗干扰能力增强，安全可靠。

　　3. 一点接地。在低频电路中，布线和元件之间不会产生太大影响。通常频率小于1MHz的电路，采用一点接地。

　　4. 多点接地。在高频电路中，寄生电容和电感的影响较大。通常频率大于10MHz的电路，采用多点接地。