接地是一門玄學？

它很難被標準化，通?？抗こ處熦S富的經驗，而且這個經驗也許在這個系統上行的通，而在那個系統上行不通。

那為什么會有接地這一說呢？

1820年以前，長距離的電磁電報系統都是用一根線來傳輸信號，然后用另一根線來傳輸回流信號。

1836年左右，一位名字為Carl August Steinheil的德國科學家，發現大地可以用來代替傳輸回流信號的另一根線。

因此，接地的第一個應用是在電報中發展起來的。

后來，電力工程師為了降低布線成本，在SWER電氣配電系統中，用大地作為回流。

所謂SWER，是single-wire earth-return的縮寫。大概結構如下。

在了解閃電現象后，接地又有了另一種功能，就是避免雷電和靜電排放產生的危險。

閃電和靜電的電流回路也是大地，所以可以將電子設備與大地連接來接地，可以提供一條可控路徑，用來將電流傳導到大地。

慢慢地，接地就變為一種重要的設計需求。

20世紀信息時代，大規模分布式系統的開始普及，尤其是信息技術設備（ITE）網絡，而這些網絡包括許多電路和子系統。

受到早期電報系統采用大地作為回路的啟發，為了使分系統之間能夠可靠傳輸信號，設計者們在分系統之間建立了一個大型的公共信號參考結構作為參考地使用。

第二次世界大戰后，人造和自然的EMI源增多，接地逐漸地開始起著控制電磁干擾的作用。

電子工程師們認為接地做好了，EMI問題也就隨之解決了。

接地的作用

從上述演變可以看到，剛開始，接地只是為了系統能正常工作；后來，接地又多了一個功能，就是避免雷電和靜電釋放帶來的危險，提供可控的電流釋放通路；再后來，發現接地能夠有助于控制EMI干擾。

如今，電子產品的安全仍然是系統接地設計中的首要考慮。其次，則需要考慮系統的常規和EMI性能。

但是，也正是因為接地有這么多作用，所以導致我們對接地操作很困惑。我們到底要怎么接地，才能符合各方面的要求呢。設計者們一直在尋找完美的接地方案，但是并沒有成功。

需要理解的接地的概念

1972年，加利福尼亞大學伯克利分校公開了SPICE，如今，SPICE已經成為整個電子設計工業領域的標準仿真工具，而SPICE使用"global ground"的概念。

有了“global ground”這個概念，電路中的其他節點具有明確的絕對電壓值，因此Kirchhoff電流定律（KCL）和Kirchhoff電壓定律（KVL）可以在仿真時實現。

在低頻電路中，"global ground"概念是OK的，因此，仿真結果和實測結果吻合。

但是，這也會讓人有一種誤解，就是接地連接是不重要的，電壓可以在單根線上傳輸，而不需要回流路徑。

由于這種誤解，設計人員可能會著重關注信號和電源網絡，而忽視地和回流。而這種忽視，是EMC、高速信號和電源完整性上產生問題的根本原因。

有時候進行電路原理圖仿真時，很容易給人一種錯覺，就是接地是一種單向操作，所有的噪聲，干擾，只要接到地上，它們就隨著地消失了。

但其實接地是雙向的，當電流流進地時，電流還會在其他地方從地中流出。

比如說，這個噪聲明明是在哪個地方產生的，但是卻在這里出現了。

Ampere's Law告訴我們，電流是一個環路，必須回到它來的地方。

和電流路徑概念相關的，還有一個誤解，就是覺得可以將電流按照不同的類型進行隔離，使得電流只在被允許的路徑上流動。

但是，電子真的會這么聽話么？

接地的阻抗

實際的接地系統，接地連接點之間的阻抗非零，所以系統中的噪聲電流會在接地系統中引入噪聲電壓。比如說，閃電產生的電流，在非零阻抗的接地系統中，可能會產生幾千伏的電壓。

在考慮接地系統的性能時，需要考慮的是其的阻抗，即包括電阻和電抗。

在低頻，電阻占主導；但是在高頻，電抗占主導。