在电路原理设计阶段，为降低电路之间的互相干扰，工程师通常会引入不同的 GND 地线，作为不同功能电路的 0V 参考点，形成不同的电流回路。合理使用 GND 地线对于 PCB 设计至关重要，下面我们将详细探讨相关内容。
GND 地线的分类
不同类型的 GND 地线在电路中有着不同的作用，常见的有电源地、信号地、模拟地、数字地等。电源地主要用于电源回路，为电源提供回流路径；信号地则是信号传输的参考点；模拟地用于模拟电路，对信号精度要求较高；数字地则服务于数字电路。
细究 GND 的原理
很多人会疑惑，一个地线 GND 为何会有这么多区分，简单的电路问题为何要弄得如此复杂。实际上，在原理图设计过程中，如果工程师简单地将所有 GND 地线统一命名为 GND，而不加以区分，会导致在 PCB 布线时很难有效识别不同电路功能的 GND 地线，直接将所有 GND 地线连接在一起会引发一系列问题。
信号串扰：若将不同功能的地线 GND 直接连接，大功率电路通过地线 GND 会影响小功率电路的 0V 参考点 GND，从而产生不同电路信号之间的串扰。例如，在一个同时包含大功率驱动电路和小功率控制电路的系统中，大功率电路的电流波动会通过共同的地线影响小功率控制电路的信号稳定性。
信号精度：模拟电路的考核指标是信号的精度。交流电源的地线 CGND 由于是正弦波，其电压会周期性上下波动，不像直流地线 GND 始终维持在 0V 不变。将不同电路的地线 GND 连接在一起，周期性变化的交流地线 CGND 会带动模拟电路的地线 AGND 变化，进而影响模拟信号的电压精度值。比如，在高精度的模拟传感器电路中，这种干扰可能会导致测量结果出现较大误差。
EMC 实验：信号强弱与对外的电磁辐射 EMC 密切相关，信号越弱，对外的电磁辐射 EMC 越弱；信号越强，对外的电磁辐射 EMC 越强。若将不同电路的地线 GND 连接在一起，信号强电路的地线 GND 会直接干扰信号弱电路的地线 GND，使原本信号弱的电磁辐射 EMC 也成为对外电磁辐射强的信号源，增加了电路处理 EMC 实验的难度。
电路可靠性：电路系统之间，信号连接部分越少，电路独立运行能力越强；信号连接部分越多，电路独立运行能力越弱。如果将不同功能的电路地线连接在一起，就相当于增加了电路之间干扰的联系纽带，降低了电路运行的可靠性。例如，两个原本独立的电路系统，通过共同的地线连接后，一个系统的故障可能会影响另一个系统的正常工作。
手把手教你画 “GND”
“GND” 在一块 PCB 板上的重要程度，不亚于水对人体的重要程度。画好 “GND” 需要注意以下几点。
做好分区 “GND”：在 PCB 板上，不同的模块功能分布在不同位置，对应模块的 “GND” 要求也不一样。例如，下图是一个电源地与信号地冲突的画板，此电路中电源的 GND 实际作用是 “电源负极” 而不是 “0V 参考地”，而信号部分的 GND 实际作用是 “0V 参考地”。在这种情况下，电源地的不干净会导致信号部分受干扰。处理方式有两种：一是将信号部分的地与电源部分的 GND 分开，不要直接连接；二是将信号部分的 GND 掏空，如果需要供电，就以走线的方式去供电。
不要跨步 “GND”：有些受制于结构的情况，会导致某一个模块本应完整的 GND 被其他走线分割成多个区域的跨步 GND。例如，如下图的 PCB 电路所示，电源输入的负极接上 PCB 板后直接变成 “GND” 也就是①位置，往电源模块过去的方向上，①与②之间被信号线隔断；②与③之间被 5V 输出隔断；而③与④之间被芯片的使能隔断。这样布局的 GND 虽然用万用表测量是连通的，但从原理图上的走线先后顺序，以及高频状态下的 “地阻抗” 来说都是不合理的。尤其是电源这个模块作为 EMC 问题的之一，地的布局一定要在同一层是完整的。
拒绝小蛮腰 “GND”：在给 PCB 整个板子覆铜或者铺地时，经常会有一些地方因为其他位置的走线或者过孔导致 “GND” 与 “GND” 之间出现 “小蛮腰”。例如下面两张图片里面，左边是 “小蛮腰” 类型的 GND，右边是 “猪尾巴” 类型的 GND，这两种样式的 GND 对于 EMI 和 EMS 来说，都不是一个好的 layout。“小蛮腰” 类型的 GND 可以对其进行加宽，或者过于狭小的区域直接禁止铺铜，而 “猪尾巴” 类型的 GND 不去铺铜切掉，如果是其他功能需要，就多增加过孔，确保接地 OK。
PCB 板上的 “GND” 需要工程师反复检查，以及进行全局布局的考虑，不要图方便而敷衍了事，也不要为了接地而接地。在铺铜 “GND” 的时候，一定要注意区分各个部分的 GND 能否通铺，密密麻麻的走线之间是否有 “不合理” 的 GND，以及 “GND” 在各个区域的实际作用。
