在PCB Layout佈線過程中，工程師都會面臨不同的GND處理。

這是為什麼呢？

在電路原理設計階段，為了降低電路之間的互相干擾，工程師一般會引入不同的GND地線，作為不同功能電路的0V參考點，形成不同的電流回路。

GND地線的分類

1、模擬地線AGND

模擬地線AGND，主要是用在類比電路部分，如模擬感測器的ADC採集電路，運算放大比例電路等等。

在這些類比電路中，由於訊號是模擬訊號，是微弱訊號，很容易受到其他電路的大電流影響。如果不加以區分，大電流會在類比電路中產生大的壓降，會使得模擬訊號失真，嚴重可能會造成類比電路功能失效。

2、數字地線DGND

數字地線DGND，顯然是相對模擬地線AGND而言，主要是用於數位電路部分，比如按鍵檢測電路，USB通訊電路，微控制器電路等等。

之所以設立數字地線DGND，是因為數位電路具有一個共同的特點，都屬於離散型的開關量訊號，只有數字“0”和數字“1”區分，如下圖所示。

在由數字“0”電壓跳變成數字“1”電壓的過程中，或者由數字“1”電壓跳變成數字“0”電壓的過程中，電壓產生了一個變化，根據麥克斯韋電磁理論，變化的電流周圍會產生磁場，也就形成了對其他電路的EMC輻射。

沒辦法，為了降低電路的EMC輻射影響，必須使用一個單獨的數字地線DGND，讓其他電路得到有效的隔離。

3、功率地線PGND

模擬地線AGND也好，數字地線DGND也罷，它們都是小功率電路。在大功率電路中，如電機驅動電路，電磁閥驅動電路等等，也是存在一個單獨的參考地線，這個參考地線叫做功率地線PGND。

大功率電路，顧名思義，是電流比較大的電路。很顯然大的電流，容易造成不同功能電路之間的地偏移現象，如下圖所示。

一旦電路中存在地偏移，那麼原來的5V電壓就可能不是5V了，而是變成了4V。因為5V電壓是參考GND地線0V而言，如果地偏移使得GND地線由0V抬升到了1V，那麼之前的5V（5V-0V=5V）電壓就變成了現在的4V（5V-1V=4V）了。

4、電源地線GND

模擬地線AGND，和數字地線DGND以及功率地線PGND，都被歸類為直流地線GND。這些不同種類的地線，最後都要彙集在一起，作為整個電路的0V參考地線，這個地線叫做電源地線GND。

電源，是所有電路的能量來源。所有電路工作需要的電壓電流，均是來自電源。因此電源的地線GND，是所有電路的0V電壓參考點。

這就是為什麼其他型別的地線，無論是模擬地線AGND，數字地線DGND還是功率地線PGND，最後都需要與電源地線GND彙集在一起。

5、交流地線CGND

交流地線CGND，一般是存在於含有交流電源的電路專案中，如AC-DC交流轉直流電源電路。

AC-DC電源電路，分為兩個部分。電路中的前級是AC交流部分，電路中的後級是DC直流部分，這就被迫形成了兩個地線，一個是交流地線，另一個是直流地線。

交流地線作為交流電路部分的0V參考點，直流地線作為直流電路部分的0V參考點。通常為了在電路中統一一個地線GND，工程師會將交流地線透過一個耦合電容或者電感與直流地線連線在一起。

6、大地地線EGND

人體的安全電壓是在36V以下，超過36V的電壓如果施加在人體身上，會導致人體受到損傷，這是工程師在開發設計電路專案方案的一個安全常識。

為了增強電路的安全係數，工程師一般在高壓大電流的專案中使用大地的地線EGND，例如在家用電器電風扇、電冰箱、電視機等電路中。具有大地地線EGND保護功能的插座，如下圖所示。

家用電器的插座，為什麼是3個接線端子？220V交流電只需要火線和零線，兩根就可以，那為什麼插座是3個接線端子呢？

插座的3個接線端子，其中的兩個端子是用於220V的火線和零線，另外一個端子就是起保護作用的大地地線EGND。

晶片哥需要重點指出的是大地地線EGND，它僅僅是連線到我們的地球，起到高壓保護作用，沒有參與專案電路功能，與電路功能無關。

所以大地地線EGND，與其他型別的地線GND是存在明顯電路含義區別的。

細究GND的原理

工程師可能會問，一個地線GND怎麼會有這麼多區分，簡單的電路問題怎麼弄得這麼複雜？為什麼需要引入這麼多細分的GND地線功能呢？

工程師一般針對這類GND地線設計問題，都簡單的統一命名為GND，在原理圖設計過程中沒有加以區分，導致在PCB佈線的時候很難有效識別不同電路功能的GND地線，直接簡單地將所有GND地線連線在一起。

雖然這樣操作簡便，但這將導致以下問題。

1、訊號串擾

假如將不同功能的地線GND直接連線在一起，大功率電路透過地線GND，會影響小功率電路的0V參考點GND，這樣就產生了不同電路訊號之間的串擾。

2、訊號精度

類比電路，它的考核核心指標就是訊號的精度。失去精度，類比電路也就失去了原本的功能意義。

交流電源的地線CGND由於是正弦波，是週期性的上下波動變化，它的電壓也是上下波動，不是像直流地線GND一樣始終維持在一個0V上不變。

將不同電路的地線GND連線在一起，週期性變化的交流地線CGND會帶動類比電路的地線AGND變化，這樣就影響了模擬訊號的電壓精度值了。

3、EMC實驗

訊號越弱，對外的電磁輻射EMC也就越弱；訊號越強，對外的電磁輻射EMC也就越強。

假如將不同電路的地線GND連線在一起，訊號強電路的地線GND，直接干擾了訊號弱電路的地線GND。其後果是原本訊號弱的電磁輻射EMC，也成為了對外電磁輻射強的訊號源，增加了電路處理EMC實驗的難度。

4、電路可靠性

電路系統之間，訊號連線的部分越少，電路獨立執行的能力越強；訊號連線的部分越多，電路獨立執行的能力就越弱。

試想，如果兩個電路系統A和電路系統B，沒有任何的交集，電路系統A的功能好壞顯然是不能影響電路系統B的正常工作，同樣電路系統B的功能好壞也是不能影響電路系統A的正常工作。

這就好比一對陌生男女，在沒有成為戀人之前，女生的情緒變化是不會影響這個男生的心情的，因為他們沒有任何交集。

假如在電路系統中，將不同功能的電路地線連線在一起，就相當於增加了電路之間干擾的一個聯絡紐帶，也即降低了電路執行的可靠性。