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文檔簡介
1、<p> 淺談電子信息系統(tǒng)的接地方式的設(shè)計</p><p> 【摘要】本文探討了電子信息系統(tǒng)電磁兼容性接地技術(shù),包括接地類型、接地方式的選擇等。 </p><p> 【關(guān)鍵詞】電子設(shè)備;接地;干擾;抗干擾 </p><p><b> 一、接地類型 </b></p><p> 接地,目的是為了保證電氣設(shè)
2、備的可靠運行和人身、設(shè)備的安全;方法是把電氣設(shè)備的某一部分通過接地裝置和大地相連接;或是電器設(shè)備與某一基準點作電氣連接,即接基準地。 </p><p> 接地的類型可分為功能性接地、安全性接地及二者合一的接地。 </p><p> 1.1 功能性接地 </p><p> (1)在正常工作情況下,為保證電網(wǎng)與電氣設(shè)備的可靠運行而進行的接地,稱交流工作接地。 &l
3、t;/p><p> ?。?)某些電子設(shè)備的工作接地(如信號接地、邏輯接地、及某些通信設(shè)備的正極接地)稱為直流工作接地。 </p><p> 1.2 安全性接地 </p><p> 在電網(wǎng)與電氣設(shè)備故障時,為保證人身和設(shè)備的安全而進行的接地,稱安全性接地。安全接地又可分為接大地和接PE保護線兩種。 </p><p> (1)保護接地。電氣裝置
4、外露導電部分和裝置外露導電部分在故障情況下可能帶電壓,而危害人身安全,應將其接地(如電氣設(shè)備的金屬外殼的接地、母線的金屬支架的接地等)。 </p><p> ?。?)防雷電波侵入的接地。供電線路,通信線路,金屬管道架空或埋地引入建筑物時,在其入口處應接地或作等電位連接。 </p><p> ?。?)過電壓保護接地。如電氣設(shè)備或線路的防雷接地及建筑物的防雷接地等。 </p>&
5、lt;p> ?。?)防靜電接地。如計算機房、潔凈室、手術(shù)室等采用防靜電地板的接地,及輸送某些液體或氣體的金屬管道的接地等。 </p><p> 二、電子信息系統(tǒng)接地方式的設(shè)計 </p><p> 2.1 獨立接地式與共用接地式 </p><p> 現(xiàn)今設(shè)計的接地系統(tǒng)都是把工作地、保護地(包括屏蔽接地)共同合用一組接地裝置,即共用接地系統(tǒng)(又稱聯(lián)合接地系統(tǒng)
6、)。利用建筑物的基礎(chǔ)鋼筋地網(wǎng)作為共用接地系統(tǒng)的接地裝置,且接地電阻不應大于1Ω。并按照“法拉第屏蔽”原理,利用建筑物的結(jié)構(gòu)鋼筋及結(jié)合總等電位連接和輔助(或局部)等電位的措施構(gòu)成一個全屏蔽的電位均衡的共用接地系統(tǒng),這樣既可有效防止雷擊損壞樓內(nèi)設(shè)備,還能屏蔽外來的電磁干擾。 </p><p> 對于電子信息系統(tǒng),首先由于信息與數(shù)據(jù)處理設(shè)備在進行輸入信息、傳輸信息、轉(zhuǎn)換能量、放大信號、邏輯動作、輸出信息等一系列過程中
7、都是通過微電位或微電流快速進行,且設(shè)備之間常要通過互聯(lián)網(wǎng)進行工作。因此為了使其準確性高,穩(wěn)定性好,除了需要一個穩(wěn)定的供電電源外,還必須具備一個穩(wěn)定的基準電位,為提供該基準電位而設(shè)置的“地”,既“直流地”。此外各種用途的接地很難做到電導隔離,特別是電場和磁場隔離,因而采取直流接大地的方式。而不采用直流地懸浮。那么直流接地是采取獨立的引外接地還是也利用共用接地系統(tǒng)呢? </p><p> 若采用獨立直流接大地方式,
8、為避免不同系統(tǒng)接地而引入不同電位,導致人身和設(shè)備事故,其各接地裝置的接地體之間的距離、及接地電阻等應按電子信息系統(tǒng)及有關(guān)規(guī)范的要求確定。此外信息處理設(shè)備作獨立引外接地時,在外引接地入口處須將它與大樓地網(wǎng)間裝設(shè)均壓放電器。否則會發(fā)生嚴重雷擊事故。 </p><p> 2.2 單點接地、多點接地及混合接地 </p><p> 恰當良好的接地是抑制電磁干擾的重要方法,而不良的接地會成為電磁干
9、擾傳播的主要途徑,甚至接地本身成為主要干擾源 </p><p> ?。?)低頻電路采用單點接地 </p><p> 電子信息系統(tǒng)中某一點作為接地基準點,其他各單元的信號地都直接聯(lián)到這一點上。單點接地可以避免形成地線回路,防止通過地線回路的電流傳播干擾。 </p><p> 采用單點接地方式,往往會使接地線的長度較長,在高頻的情況下起不到接地的作用。當接地線的長度
10、達到1/4波長時,接地線不能傳輸能量,地線變成了輻射天線,而不能起到“地”的作用。因此,在采用單點接地的系統(tǒng)中,要分析系統(tǒng)中的信號頻譜成分和干擾頻譜成分,特別要注意對脈沖頻譜的分析。 </p><p> 單點接地一般只適用于1MHz以下的低頻電路。為實現(xiàn)低頻電路的單點接地,可采用并聯(lián)式單點接地,或采用串聯(lián)式單點接地。串聯(lián)式單點接地方式較簡單,省工省料,但因各單元共用一條線,易引起公共地阻抗干擾。從抑制干擾的角度
11、看,串聯(lián)式單點接地是性能最差的接地方式,而并聯(lián)式單點接地是低頻電路最佳的接地方法。 </p><p> ?。?)高頻電路采用多點接地 </p><p> 所謂“多點接地”是指電子系統(tǒng)中各設(shè)備的接地點都直接接到距它最近的接地母線上。多點接地的優(yōu)點是接地線較短,從而大大減小高頻阻抗。另外,高頻電子設(shè)備往往以鍍銀底版作為接地母線,以減小表面阻抗,便于設(shè)備內(nèi)各級電路就近直接與它相連,達到低阻抗的
12、要求。多點接地的缺點是設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部形成很多地線回路,造成地環(huán)路干擾,這對系統(tǒng)內(nèi)同時使用的具有較低頻率的電路會產(chǎn)生不良影響。當有這種情況時,可以改用混合接地。多點接地一般適用于10MHz以上的高頻電路。 </p><p> 三、電子信息設(shè)備接地點的設(shè)計 </p><p> 3.1 放大器與信號源的接地點選擇 </p><p> ?。?)對于信號源與放大器連接的電
13、路,如果采用兩點接地,即在信號源端和放大器端均接地,則兩接地點之間產(chǎn)生電位差,其將與信號源電壓疊加加至放大器輸入端。為抑制接地干擾電壓對放大器輸入端的干擾,應采用一點接地。如果在信號源端接地,放大器端不接地,則需要使用差分放大器。通常的方法是選擇放大器端接地,而信號源端懸浮。 </p><p> ?。?)對于低頻電路使用的屏蔽電纜,其屏蔽體應采用單點接地。但要注意對于信號源和放大器之間的信號電纜屏蔽體單點接地時接
14、地點的正確選擇。 </p><p> 3.2 多級電路接地點的選擇 </p><p> 多極電路采用單點接地時,接地點位置的選擇十分重要。接地點應選在低電平的輸入端,使該端最接近于基準電位。這樣輸入級的接地線也可縮短,使受干擾的可能性盡量減小。反之,若把接地點選在高電平端,則會使輸入級的地相對于基準電位有較大的電位差,接地線也最長,就容易受到干擾。 </p><p&
15、gt;<b> 四、結(jié)束語 </b></p><p> 電子信息系統(tǒng)中的干擾來源是多方面及多渠道的,各種接地方式各有其適用范圍,因而無論采用那種單一的接地方式,都很難絕對解決電磁干擾的問題,因此要綜合考慮系統(tǒng)中各種接地的要求,才能保證整個系統(tǒng)良好的抑制干擾從而安全穩(wěn)定的運行。 </p><p><b> 參考文獻: </b></p&g
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