去耦電容的接地原則

翻譯: TI信號鏈工程師 Michael Huang (黃翔)

以前談到電源去耦，我警告過糟糕的去耦會增加放大器的失真。一位讀者問了一個有趣的問題，去耦電容的接地腳應(yīng)該在哪里接地才能消除這個問題呢？

這個問題升級到關(guān)于正確接地的技術(shù)。題目太大了，不過我也許能夠提供一些啟發(fā)性的例子。

Figure 1是反向放大電路與同相放大電路及其雜散接地寄生電阻和電感（用紅色標(biāo)出）。節(jié)點A、B、C是理想地。但如果電流流過接地的寄生阻抗，這些節(jié)點將形成不同的電位。這些寄生的阻抗會使得對地失真電流影響到輸入信號。

讀者的問題是“去耦電容的接地端應(yīng)該連在哪里”。這是重點。從運放電源腳流進的電流（也流經(jīng)去耦電容）會引起失真，因為電流只提供了半個正弦波。如果失真（或其他干擾）電流流過一個脆弱的地節(jié)點，它會增加放大器的失真（或其他誤差）。

一個干擾或失真電流流進A節(jié)點直接影響了輸入信號的參考地，形成誤差。同樣地，對地電流注入節(jié)點B形成了一個輸入信號（在第一個電路中，加在反向輸入端上）。對地電流流過節(jié)點C直接形成一個輸出電壓的誤差。節(jié)點C也許不那么脆弱，因為誤差信號沒有經(jīng)過放大器的放大。

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去耦電容應(yīng)該連接在節(jié)點G上。因為即使在其對地電流的路徑上有額外的分布電阻，但在G上的電壓變化對關(guān)鍵節(jié)點的影響相同，所以不會注入新的誤差或失真。圖上的運放用單電源供電。運放的地連接（畫在三角形上方）也應(yīng)該連在G上。一個雙電源運放電路會有另外對于負(fù)電源的去耦電容，同樣應(yīng)該連在G上。

有一個方案可以建立一個具有上述節(jié)點G接地特性的電路板。規(guī)則很簡單——輸入端的地到電阻R1的線路應(yīng)該是一條干凈的路徑，中間沒有其他的連接以免影響此路徑上的電流（如Figure 2所示）。然后，這個輸入地的線路可以連接到一個能滿足要求的阻抗更低的地或地平面。如果這個電路有增益，輸出誤差就沒那么關(guān)鍵，但你依舊想要用一條單獨的線路來將地引到輸出端。

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輸入地不應(yīng)該通過輸入連接器連接到設(shè)備的機箱上。因為這會給其他對地線產(chǎn)生干擾的噪聲（例如交流主要地電流）提供可乘之機，將噪聲注入到干凈的地線上。

一個簡單的博文不能覆蓋到全部與接地有關(guān)的”藝術(shù)”。有時候它像魔法，歐姆定律永遠(yuǎn)都起作用。

關(guān)于對地電流的流向以及它們是如何影響電路的思考，總是一個好的開始。