单点接地对噪声的影响分析

单点接地对噪声的影响分析

如前所述，实际的地线上两点一般不会是等电位的，因此，当电路在多点接地时，地线上的噪声就会耦合进电路（地环路干扰）。

噪声分析：如左图所示的情况：这是一个典型的电路，信号源与放大器连接的情况。RC1和RC2是连接源和负载的导线电阻。用两个不同的地线符号来表示源的地线和负载（放大器）的地线不在同一点，两个地线之间有地线噪声电压VG。
若： RC2  ＜ ＜ RS + RC1 + RL ，则放大器输入端的噪声电压 VN 为：
                             VN =[ RL / （ RL + RC1 + RS ）] [RC2  /（RC2 + RG ）]  VG 

算例：设 RG  = 0.01,   RC1 = RC2  =  1  , RS = 500  ,  RL = 10k，VG =100mV ，则： VN =95mV 。地线上的噪声几乎全部耦合进电路。

解决方法：只要将源或负载侧的地线之一断开，就可以解决这个问题。通常将源端的地线断开比较方便（在很多场合这也是可行的，如源是一个传感器）。如右图所示，将源端地线断开后，设源与地之间的阻抗为ZSG。理想情况下，ZSG为无限大，但实际上，由于寄生电容等存在，它为有限值。
若： RC2  ＜＜ RS + RC1 + RL ，且 ZSG ＞＞ RC2 + RG ，则放大器输入端的噪声电压 VN 为：
                             VN  = [ RL / （ RL + RC1 + RS ）] （RC2  /ZSG ） VG 

式中第二项是减小VN  的主要原因。这项实际表示了接地阻抗与信号地线阻抗之间的分压比例关系。如果 ZSG 是无限大，大部分电压都降在了 ZSG 上，一点噪声都不会耦合进放大器。如果 ZSG 为1M，其它参数同上例，则耦合进放大器中的噪声仅为0.095V，这比源接地时降低了120dB。