1,、什么是地彈 

1.1、地彈的概念 

地彈,、振鈴,、串?dāng)_、信號(hào)反射······這幾個(gè)在信號(hào)完整性分析總是分析的重點(diǎn)對象,。初學(xué)者一看：好高深,！ 其實(shí)，感覺高深是因?yàn)槟銤M天聽到“地彈”二字,，卻到處找不到“地彈的真正原理”,。 如果你認(rèn)真讀筆者的“噪聲的起源”章節(jié)，其實(shí)你已經(jīng)認(rèn)識(shí)了地彈,！ 地彈,，就是地噪聲！ 

1.2,、為何叫地彈 

既然是地噪聲,，為啥叫“地彈”？為什么既然是一樣的東西,，卻換了個(gè)名稱,，害的我苦苦思索不得其解？ 低頻時(shí),，地噪聲主要是因?yàn)闃?gòu)成地線的導(dǎo)體有“電阻”,，電路系統(tǒng)的電流都要流經(jīng)地線而產(chǎn)生的電勢差波動(dòng)。 高頻時(shí)，地噪聲主要是因?yàn)闃?gòu)成地線的導(dǎo)體有“電感”,，電路系統(tǒng)的電流快速變化地經(jīng)過這個(gè)“電感”時(shí),，“電感”兩端激發(fā)出更強(qiáng)的電壓擾動(dòng)，形象的稱為“地彈”,。 地彈,，一般對IC而言。因?yàn)樾酒瑑?nèi)部的“電路地”和芯片的“地引腳”實(shí)際上是用一根很細(xì)很細(xì)的金線連接起來的,，所以這個(gè)金線電感較大,，所以可能會(huì)導(dǎo)致芯片內(nèi)部電路的地和現(xiàn)實(shí)PCB的地有強(qiáng)烈的“電壓差波動(dòng)”——很強(qiáng)的地彈現(xiàn)象！這個(gè)地彈不像PCB板那樣,，可以通過增加去耦電容減弱,。 假設(shè)你有一塊B PCB板，一塊A主板,；B PCB板插在主板上使用,。再假設(shè)A、B的地線連接點(diǎn)不夠大,，當(dāng)A,、B間有高速信號(hào)通訊時(shí)，B板上的“地平面”和A板上的“地平面”將有較大的“地間電壓差波動(dòng)”,。這同樣是一種PCB板上的“地彈效應(yīng)”,。 

地彈，其實(shí)是“地噪聲”的別名而已,，理解就好！估計(jì)你不用往下看都可以了,。

2,、地彈形成的機(jī)理和危害 

本來不想寫地彈的機(jī)理，感覺與“噪聲的起源”重復(fù)了,。但思來想去,，感覺這么經(jīng)典的問題，還是不怕多提幾下,，所以又寫了下來,。 

2.1、地彈形成的機(jī)理 

如下圖,，紅色框內(nèi)代表數(shù)字電路,。“噪聲的起源”章節(jié)中已經(jīng)講述：當(dāng)下圖中S5在不斷的向左右切換時(shí),，由于地線上E,、A間的R14電阻的存在，E點(diǎn)將相對于A點(diǎn)產(chǎn)生電勢差。在高頻狀態(tài)下,，E,、A電勢差的主要起因不再是“E、A間的電阻”,，而是“E,、A間的電感”。 

“E點(diǎn)的地”相對于“A點(diǎn)的地”的地噪聲就是電路系統(tǒng)工作時(shí)的地彈現(xiàn)象,。 

2.2,、地彈的危害 

下圖，也是“噪聲的起源”章節(jié)的內(nèi)容,，地噪聲（地彈）相當(dāng)于在一個(gè)“擁有理想地”的電路中,，被外部“輸入地噪聲”。 那么,，假設(shè)E點(diǎn)上存在著1MHz的地噪聲,，這會(huì)有什么危害？

2.2.1,、地噪聲使所有信號(hào)線上出現(xiàn)噪聲 由上一章“地環(huán)路的危害”分析可知,，假設(shè)上圖中框內(nèi)的數(shù)字模塊有20根信號(hào)線，那么地噪聲將直接反應(yīng)在20根信號(hào)線上,，從而影響這些信號(hào)的波形質(zhì)量,，并通過這20根信號(hào)線向外輻射。 

2.2.2,、地彈使地線產(chǎn)生輻射 也許你會(huì)問：地線也會(huì)產(chǎn)生輻射,？ 也許你閱讀了某些講PCB布線的書籍上描述到：不正確的鋪地將產(chǎn)生“地線輻射”，加重干擾,！——但是你不明白其原理,，甚至懷疑書本作者有沒有寫錯(cuò)！ 那我告訴你,，地線真有可能存在輻射,！ 下圖是一個(gè)單面PCB板的布線示意圖。藍(lán)色線代表從E點(diǎn)連出來的地線,，細(xì)長地走單獨(dú)分布在PCB板邊緣,，不和任何電子模塊連接。 由于該例子中,，E點(diǎn)相對于A點(diǎn)存在1MHz的地噪聲,，那么整條藍(lán)色的地線都相對于A點(diǎn)存在1MHz的噪聲。而由于這條地線長長地拉在PCB板的邊緣,，這條線像一根發(fā)射天線那樣（長長的形狀,、上面有1MHz的“將要發(fā)射的信號(hào)”），不斷地發(fā)射“地噪聲”。 

3,、如如何減弱“PCB地彈效應(yīng)” 

3.1,、增加恰當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙?nbsp;

實(shí)際上，為了減小1MHz對整個(gè)電路的干擾,，我們在D,、E點(diǎn)間加入去耦電容C7。如圖示,。那么,，這個(gè)電容的作用是什么？ 

其等效電路分析如下（注意,，該等效電路不是非常準(zhǔn)確,，但是能說出大致原理，精確的模型請讀者在技術(shù)上進(jìn)階后自行思考分析）： 由于C的容抗為：Zc=1/（2πfc）,，故對于電源和地的1MHz的噪聲而言,，等效為圖3.1-2的R34。由于R34的阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于（R32 + R33 + R35）,，而“噪聲信號(hào)源”（即：圖中的數(shù)字電路模塊）又有相當(dāng)大的“內(nèi)阻”,，所以會(huì)產(chǎn)生2個(gè)效果：1、“噪聲信號(hào)源”的大部分能量將通過R34——因而大部分噪聲能量通過圖中的“（1）”環(huán)路構(gòu)成較小的環(huán)流路徑而消失掉,，這部分能量雖然強(qiáng),，但是不會(huì)干擾“（1）”以外的電路；只有小部分能量“逃出”“（1）”環(huán)路,，以較弱的能量干擾其他電路,。2、“噪聲信號(hào)源”的1MHz方波干擾將不復(fù)存在,，將被C7濾成圖中實(shí)線表示的類似正弦波的變化平滑的波形,。 這樣的好處是：1、環(huán)路面積減小,，高頻的輻射能量減輕,，EMC干擾將大大減??；2、方波干擾變成正弦波干擾,，其高次諧波分量將大大減小,，所以其干擾能力也大大減弱！ 哈哈,，太和諧了,！ 現(xiàn)在，你是否明白了：為什么數(shù)字芯片電源端一般要得接一個(gè)電源去耦電容？為什么很多講PCB布線的書籍上都會(huì)出現(xiàn)“要添加電源去耦電容”,？ 

3.2,、用粗短的“地線” 

由于地線存在電阻、電感而產(chǎn)生地噪聲,。所以,，我們要減小地線的“電阻、電感”,。 當(dāng)?shù)鼐€增大,、長度減短時(shí)，其電阻和電感會(huì)減小,，從而成功減小地噪聲,。這樣，地彈將大大減??！ 所以在PCB Layout布線時(shí)，能用粗的地線就不要用細(xì)的地線,；能用短的地線就不要用長的地線,。 注意：不要為了減短一點(diǎn)點(diǎn)地線而盲目地加長N倍的電源線，電源與地都是非常重要的,，必須具體問題具體分析,。所以還是那句——讀者得注重原理，而不是具體的“減短地線的做法”,。 

4,、本章重點(diǎn) 

（1）、地彈,，就是地噪聲,！ （2）、地彈使地線產(chǎn)生輻射,。 （3）,、增加恰當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙菘蓽p弱模塊間的地彈效應(yīng)。 （4）,、讀者得注重原理,，而不是具體的做法。