模拟地和数字地

　　最近再做一个项目，原理图都已经搞定，但是有一个芯片datasheet中的GND属性是AGND(Analog GND)，所以专门查了下模拟地和数字地的关系和区别，在实际项目中是值得注意的，挺有用的。

　　其实他们的本质是对的，就是数字地，模拟地都是地，并不是他们俩头上长角，十分的怪异，要明白为什么要分开，先听我说一个故事:

我们公司所在的商务楼共有3楼，2楼是搞模拟的，3楼是做数字的，整幢楼只有一部电梯，平时人少的时候还好办，上2楼，上3楼互不影像，但每天早上上下班的时候就不得了了，人多得很，搞数字的要上3楼，总是被2楼的模拟影响，2楼模拟的人要下楼，总是要等电梯上了3楼，再下来，互相影响很是麻烦，商务楼的物业为解决这个问题，提出了2个方案：

　　第1个：电梯扩大，可以装更多的人，电梯大了是好，但公司会招人，人又多了，再换电梯，再招人...永远死循环，有一个办法到挺好，大家索性不要电梯，直接往下跳，不管2楼的，3楼的，肯定解决问题，但肯定会出问题（第1个被枪毙掉了）。

　　第2个：装2部电梯，一部专门上2楼，另一部专门上3楼Wonderful!太机智了，这样2层楼面的工作人员就互不影响了。End

　　明白了否？

　　数字地，模拟地互相会影响不是因为一个叫数字，一个叫模拟，而是他们用了同一部电梯--地，而这部电梯所用的井道就是我们在PCB上布得地线。模拟回路的电流走这条线，数字回路的电流也走这条线，本来无可厚非，线布着就是用来导通电流的，可问题处在这根线上有电阻！而且最根本的问题是走这条线的电流要去2个不同的回路。

　　假设一下，有2股电流，数流，模流同时从地出发。有2个器件，数件，模件。若2个回路不分开，数流，模流回走到数件的接地端前的时候，损耗的电压为vv=（数流+模流）x走线电阻相当于数字器件的接地端相对于地端升高了v数字器件不满意了，我承认会升高少许电压，数流的那部分我认了，但模流的为什么要加在我头上？同理模拟器件也会同样抱怨2个解决方案第1个：你布的PCB线没有阻抗，自然不会引起干扰，就像2、3楼直接往下跳，那是井道最宽的时候，也就是可以装一个无限大的电梯，自然谁都不影响谁，但谁都知道，this is mission impossible第2个：2条回路分开走，数流，模流分开，既数地、模地分开。同理，有时虽在模拟回路中，但也要分大、小电流回路，就是避免相互干扰。所谓的干扰就是：2个不同回路中的电流在PCB走线上引起的电压，这2部分电压互相叠加而产生的。

　　模拟地和数字地单点接地

　　判断哪些是模拟地哪些是数字地：一般的模拟信号，那不用说了，一看就知道的了，当然是模拟地，还有工作电源、基准电源（Vref）的参考地也是模拟地，那么其余信号的参考地如：数据、地址、控制等数字逻辑地都是数字地，还有一些芯片上的地要注意一下，有些查datasheet 的时候他写着DGND的是数字地，AGND的是模拟地。

只要是地，最终都要接到一起，然后入大地。如果不接在一起就是"浮地"，存在压差，容易积累电荷，造成静电。

地是参考0电位，所有电压都是参考地得出的，地的标准要一致，故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷，始终维持稳定，是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地，但发电厂是接大地的，板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。

　　如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰。不短接又不妥，理由如上有四种方法解决此问题：

　　1、用磁珠连接；

　　2、用电容连接；

　　3、用电感连接；

　　4、用0欧姆电阻连接。

　　磁珠的等效电路相当于带阻限波器，只对某个频点的噪声有显著抑制作用，使用时需要预先估计噪点频率，以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况，磁珠不合。

　　电容隔直通交，造成浮地。

　　电感体积大，杂散参数多，不稳定。

　　0欧电阻相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗)，这点比磁珠强。

*跨接时用于电流回路*当分割电地平面后，造成信号最短回流路径断裂，此时，信号回路不得不绕道，形成很大的环路面积，电场和磁场的影响就变强了，容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻，可以提供较短的回流路径，减小干扰。*配置电路*一般，产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置，易引起误会，为了减少维护费用，应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。

　　空置跳线在高频时相当于天线，用贴片电阻效果好。

　　*其他用途*：A、布线时跨线；B、调试/测试用；C、临时取代其他贴片器件；D、作为温度补偿器件更多时候是出于EMC对策的需要。另外，0欧姆电阻比过孔的寄生电感小，而且过孔还会影响地平面（因为要挖孔）。大尺寸的0欧电阻还可当跳线，中间可以走线还有就是不同尺寸0欧电阻允许通过电流不同，一般0603的1A，0805的2A，所以不同电流会选用不同尺寸的还有就是为磁珠、电感等预留位置时，得根据磁珠、电感的大小还做封装，所以0603、0805等不同尺寸的都有了；

0欧姆电阻一般用在混合信号的电路中,在这种电路中为了减小数字部分和模拟部分的相互干扰,他们的电源地线都是分开布的,但在电源的入口点又需要连在一起,一般是通过0欧姆电阻连接的,这样既达到了数字地和模拟地间无电压差,又利用了0欧姆电阻的寄生电感滤除了数字部分对模拟部分的干扰.

　　★地的连接一般用电感，电源的连接也用电感，而对信号线则采用磁珠？但实际上磁珠应该也能达到吸收高频干扰的目的啊？而且电感在高频谐振以后都不能再起电感的作用了……

　　先必需明白EMI的两个途径，即：辐射和传导，不同的途径采用不同的抑制方法。前者用磁珠，后者用电感。

对于扳子的IO部分，是不是基于EMC的目的可以用电感将IO部分和扳子的地进行隔离，比如将USB的地和扳子的地用10uH的电感隔离可以防止插拔的噪声干扰地平面？

　　电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上。在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。

　　在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。数字地和模拟地之间的磁珠用多大

　　磁珠的大小（确切的说应该是磁珠的特性曲线）取决于你需要磁珠吸收的干扰波的频率

　　为什么磁珠的单位和电阻是一样的呢？？都是欧姆！！

　　磁珠就是阻高频嘛，对直流电阻低，对高频电阻高，不就好理解了吗，比如1000R@100Mhz就是说对100M频率的信号有1000欧姆的电阻.

因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。磁珠的datasheet上一般会附有频率和阻抗的特性曲线图。一般以100MHz为标准，比如2012B601，就是指在100MHz的时候磁珠的Impedance(阻抗)为600欧姆。

　　

　　通常说来，很多资料上都要求数字地和模拟地分开走线并在最后一点接地，但至于为什么要做这个要求，这样做和不这样做有那些弊端和好处？如果弄清楚了问题的实质，那么事情就很好处理了。

　　理解一、数字地和模拟地要求分开走线是处于模拟信号完整性的要求，我们都知道数字电路往往存在大量的快速门翻转动作，这些动作将造成数字部分的电源上有很大的谐波存在，谐波产生的原因无非是门电路动作的时候，对电源电流的消耗‘申请’是各不相同的，为了帮助理解可以用现实中的电感帮助分析，门电路只有0/1两种状态，对应着电感的通断两种状态，我们很容易明白，在电感两断快速的通断电流将会产生很大量的谐波，当然数字电路肯定不能如此简单等效，如此举例，纯粹是为了帮助没有理解力的初学者理解方便。

　　理解二、大量的谐波对模拟信号是致命的，这个属于常识问题，不需要做太详细的解释，举例来说，一个模拟信号送给了一个AD芯片采集，如果在这个模拟信号叠加了大量的谐波成分，那么AD采集的结果必然是不准确的，特别是对现在很多高精度的西格玛-迭尔塔型的AD芯片，这个影响可能会更大，因为它对谐波更敏感。

　　理解三、分开走线和不分开走线谁更好？

　　答：没有谁最好的结论，按照电路按模块布局的要求也应该分开走线，但不分开是不是就不行了呢？那肯定也不是，PCB走线其实是一个比写代码更讲究艺术的工作，我个人理解将折中发挥到了极至才是PCB走线的最高境界，但一个折中关系很广，很难用一些东西完全包含，所以能做到信号完整分析就很不错了，对于一个产品来说，你满足了开发的技术要求就可以了，所以如果你没有分开走，但也满足你对信号的要求，那么也是可以的。

　　理解四、回答LZ的问题LZ的意思是说，它的模拟地和数字地无法分开，所以无法做到按要求走线。这是明显的对概念理解不清，分开走线是板上走线，最后总是要汇集到最终的电源，但在汇集之前，有经验的工程师总会做一些特殊的电路防止这两者之间的简单相连，例如数字地部分可能简单处理就可以了，但模拟分支可能要做更多的滤波去噪的电路，至于这些电路怎么做，那估计要根据产品讲了，有一些通用的准则，但这些通用的准则都是一些指导性意见，至于如何实际运用，必须和实际结合起来才有意义。

　　

　　在很多产品中，交换机的两个地用电容连接起来，为什么不用电感？你说的两个地，其中一个是不是机壳的？

　　我估计（以下全部估计，有错请指点）

　　如 果用磁珠或者直接相连的话，人体静电等意外电平会轻易进入交换机的地，这样交换机工作就不正常了。但如果它们之间断开，那么遭受雷击或者其他高压的时候， 两个地之间的电火花引起起火…… 加电容则避免这种情况。交换机的地，是通过两个地之间的之间的电容去消除谐波。就像高阻抗的变压器一样，他附加了一个消除谐波的通路！我自己认为！请指 正！铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情 况下应用，因为在低频时他们主要程电感特性，使得线上的损耗很小。在高频情况下，他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频 电路的高频衰减器使用的。实际上，铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相当高，以至于电流全部通过电阻。铁 氧体是一个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这是由他的电阻特性决定的。线圈，磁珠有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈，少于一匝（导线直通磁环）的线 圈习惯称之为磁珠。用途由起所需电感量决定。

请教：对于骅讯的USB声卡方案中，在UBS电源端与地端也分别接有一个磁珠，不知是否有人清楚，但是在实际生产中也有些工程把磁珠用电感去代替了，请问这样可以吗？

 那里的磁珠是起什么作用哟？作为电源滤波，可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上，磁珠和电感是原理相同的，只是频率特性不同罢了。

★数字地和模拟地处理的基本原则如下：

1）、若为低频模拟电路，加粗和缩短地线；单点接地，可有效防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。而高频电路和数字电路，地线的电感效应较严重，单点接地会导致实际地线加长，故应多点接地和单点接地相结合。

2）、高频电路还应考虑如何抑制高频辐射噪声。方法如下：应尽量加粗地线，以降低噪声对地阻抗；大面积（满）接地，即除传输信号及电源的印制线以外，其余部分全覆铜作为地线，但不要留有死的无用大面积铜箔。

3）、地线应构成环路，以防止产生高频辐射噪声，但环路面积不可过大，以免产生较大的感应电流。注意若为低频电路，则应避免地线环路。

4）、数字电源和模拟电源最好隔离，地线分开布置，如果有A/D转换电路，则只在尽量靠近该器件处单点接地。

1）、若为低频模拟电路，加粗和缩短地线；单点接地，可有效防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。而高频电路和数字电路，地线的电感效应较严重，单点接地会导致实际地线加长，故应多点接地和单点接地相结合。

2）、高频电路还应考虑如何抑制高频辐射噪声。方法如下：应尽量加粗地线，以降低噪声对地阻抗；大面积（满）接地，即除传输信号及电源的印制线以外，其余部分全覆铜作为地线，但不要留有死的无用大面积铜箔。

3）、地线应构成环路，以防止产生高频辐射噪声，但环路面积不可过大，以免产生较大的感应电流。注意若为低频电路，则应避免地线环路。

4）、数字电源和模拟电源最好隔离，地线分开布置，如果有A/D转换电路，则只在尽量靠近该器件处单点接地。

对于模拟与数字共地的原因：还因为他们使用了同一个电源。

即若将模拟部分与数字部分分开提供电源，则不需要公地

公地问题也关系到系统的问题。