接地抗干扰分析及处理

接地抗干扰分析及处理

1前言

在弱电自控系统中，模拟信号的采集，处理与传输过程中，抗干扰技术尤为重要，而抑制干扰有多种，其中接地是抑制干扰的使系统可靠工作的主要方法。在安装及处理此类故障中，能把接地和屏蔽正确地结合起来使用，可以解决大部分的干扰问题。在此，来探讨一下系统接地问题。

2正确的接地方法

接地有两个基本的目的是消除各电路电流流经线公共地线阻抗所产生的噪声耦合。所以，正确地接地是重要现时复杂，理想的接地情况是一个系统所以接地点与大地之间的阻抗为零，但这是做不到的，实际中总存在联结阻抗和分布电容。如果地线不佳或接地处理不当，都会影响接地质量，在一般过程中要求：

（1）接地电阻在要求范围内，即一般自控系统应小于或等于4欧姆；

（2）要有足够的机械强度；

（3）具有耐腐蚀及防腐处理；

（4）自控系统的仪器表，特别是PLC等要单独接。

在上述要求中，后三条只要按要求，规定设计，施工就可以满足，关健是第一条的接地电阻，根据有关介绍及经验，决定接地电阻大小的因素有：

（1）接地线的电阻和接地体本身的电阻；

（2）接地体表面与周围土壤之间的接触电阻；

（3）接地体周围的电阻率；

所以，降低接地电阻主要方法有：一是设法降低地面的固有电阻率；二是增加接地棒长度，三是尽量减少接地导线长度以降低接电线的阻抗。其中，降低电阻率尤为重要，通常，它是决定接地电阻的大小。

3各种不同接地的处理

正确进行接地设计安装之外，还要正确处理各种不同信号的接地处理。在自动控制系统中，大至有以下几种地线：

（1）数字地：这种地也叫逻辑地，是各种开关量（数字量）信号的零电位；

（2）模拟地：这种地是种种模拟量信号的零电位；

（3）信号地：这种地通常为传感器的地；

（4）交流地：交流供电电源的地，这种地线通常是产生噪声的地；

（5）屏蔽地：也称机壳地，为防止静电感应和磁场感应而设。

以上这些地线如何处理是自控系统设计，安装，调试一个重要问题，下面就讨论这些问题，并提出不同的处理方法。

1）一点接地和多点接地

一般情况下，高频电路应就近多点接地，低电路应一点接地。在低频电路中，布线和元件间的电感并不是什么大问题，然而接地形成的环路的干扰影响很大，因此常以一点作为接地点。但一点不适应高频，因为高频时，地线上增加了电感因而增加了地线阻抗，同时各地线之间又产生电感耦合。一般说来，频率在1MHz 以下，可采用一点接地；高于10MHz时，采用多点接地，在1MHz～10MHz之间可用一点接地

2）交流地与信号地不能共用

由于在一段电源地线的两点间会有数毫伏，甚至几伏电压，对低电平信号电路来说，这是一个非常严重的干扰，因此必需加以隔截和防止。

3）浮地与接地的比较

全机浮空即系统与大地浮置起来，这种方法简单，但整个系统与大地的绝缘电阻不能小于500兆欧。这种方法有一定的抗干扰能力，但绝缘下降就会带来干扰。还有一种方法，就是将机壳接地，其余部分浮空。这个方法抗干扰能力强，安全可靠，但实现起来比较复杂。

4）模拟地

模拟地的接法十分重要，为了提高抗模干扰能力，对于模拟信号采用屏蔽浮地接法。对于具体设备应严格按照设备操作手册的要求安装。

5）屏蔽地

在控制系统中，为了减小信号中电容耦合噪声，准确检测和控制，对信号采用屏蔽措施是十分必要的。根据屏蔽目的不同，屏蔽地的接法也不同。电场屏蔽解决分布电容问题，一般采用接大地方法；电磁场屏蔽主要避免雷达，电台等这种高频电磁声辐射干扰利用低阻金属材料高导流而制成，可接大地，磁气屏蔽以

防磁铁，电机，变压器，线圈等磁场感应耦合，其屏蔽方法是用高导磁材料使磁路闭合，一般接大地为好。

当信号电路是一点接地时，低频电缆的屏蔽层也应一点接地。如果电缆的屏蔽层有一个以上时，将产生噪声电流，形成噪声干扰源。当一个电路有一个不解地的信号源与系统中接地的放大器相连时，输入端的屏蔽应接至放大器的公共端；相反，当接地的信号源与系统中不接地的放大器相连时，放大器的输入端也应接到信号的公共端。

（注：作者身份证号为362429************）