电路中的单点接地和多点接地

电路中的单点接地和多点接地
电路中的单点接地和多点接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个:

(1)接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位,保证电路系统能稳定地工作。

(2)防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放,否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外,对于电路的屏蔽体,若选择合适的接地,也可获得良好的屏蔽效果。

(3)保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时,可避免电子设备的毁坏;当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时,可避免操作人员的触电事故发生。此外,很多医疗设备都与病人的人体直接相连,当机壳带有110V或220V电压时,将发生致命危险。

因此,接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面,是电路或系统的基准电位,但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全,电子设备的机壳和机房的金属构件等,必须与大地相连接,而且接地电阻一般要很小,不能超过规定值。

关于接地几种方法

接地的方法很多,具体使用那一种方法取决于系统的结构和功能。现在存在的许多接地方法都是来源于过去成功的经验,这些方法包括:

1) 单点接地:单点接地是为许多在一起的电路提供公共电位参考点的方法,这样信号就可以在不同的电路之间传输。若没有公共参考点,就会出现错误信号传输。单点接地要求每个电路只接地一次,并且接在同一点。该点常常一地球为参考。由于只存在一个参考点,因此可以相信没有地回路存在,因而也就没有干扰问题

2) 多点接地:中可以看出,设备内电路都以机壳为参考点,而各个设备的机壳又都以地为参考点。这种接地结构能够提供较低的接地阻抗,这是因为多点接地时,每条地线可以很短;并且多根导线并联能够降低接地导体的总电感。在高频电路中必须使用多点接地,并且要求每根接地线的长度小于信号波长的1/20。

3) 混合接地:混合接地既包含了单点接地的特性,又包含了多点接地的特性。例如,系统内的电源需要单点接地,而射频信号又要求多点接地,这时就可以采用图3所示的混合接地。对于直流,电容是开路的,电路是单点接地,对于射频,电容是导通的,电路是多点接地。

当许多相互连接的设备体积很大(设备的物理尺寸和连接电缆与任何存在的干扰信号的波长相比很大)时,就存在通过机壳和电缆的作用产生干扰的可能性。当发生这种情况时,干扰电流的路径通常存在于系统的地回路中。

在考虑接地问题时,要考虑两个方面的问题,一个是系统的自兼容问题,另一个是外部干扰耦合进地回路,导致系统的错误工作。由于外部干扰常常是随机的,因此解决起来往往更难。

要求接地的理由很多,下面列出几种:

1) 安全接地:使用交流电的设备必须通过黄绿色安全地线接地,否则当设备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时,会导致电击伤害。

2) 雷电接地:设施的雷电保护系统是一个独立的系统,由避雷针、下导体和与接地系统相连的接头组成。该接地系统通常与用做电源参考地及黄绿色安全地线的接地是共用的。雷电放电接地仅对设施而言,设备没有这个要求。

3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:

* 屏蔽接地:为了防止电路之间由于寄生电容存在产生相互干扰、电路辐射电场或对外界电场敏感,必须进行必要的隔离和屏蔽,这些隔离和屏蔽的金属必须接地。

* 滤波器接地:滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容,当滤波器不接地时,这些电容就处于悬浮状态,起不到旁路的作用。

* 噪声和干扰抑制:对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。

* 电路参考:电路之间信号要正确传输,必须有一个公共电位参考点,这个公共电位参考点就是地。因此所有互相连接的电路必须接地。

工作接地按工作频率而采用以下几种接地方式:

1. 单点接地工作频率低(<1MHz)的采用单点接地式(即把整个电路系统中的一个结构点看作接地参考点,所有对地连接都接到这一点上,并设置一个安全接地螺栓),以防两点接地产生共地阻抗的电路性耦合。多个电路的单点接地又分为串连和并联两种,由于串联接地产生共地阻抗的电路性耦合,所以低频电路最好采用并联的单点接地式。为防止工频和其它杂散电流在信号地线上产生干扰,信号地线应与功率地线和机壳地线相绝缘。且只在功率地、机壳地和接往大地的接地线的安全接地螺栓上相连(浮地式除外)

地线的长度与截面的关系为:

S>0.83L (1)

式中:L——地线的长度,m;

S——地线的截面,mm2。

2. 多点接地

工作频率高(>30MHz)的采用多点接地式(即在该电路系统中,用一块接地平板代替电路中每部分各自的地回路)。因为接地引线的感抗与频率和长度成正比,工作频率高时将增加共地阻抗,从而将增大共地阻抗产生的电磁干扰,所以要求地线的长度尽量短。采用多点接地时,尽量找最接近的低阻值接地面接地。

3. 混合接地工

作频率介于1~30MHz的电路采用混合接地式。当接地线的长度小于工作信号波长的1/20时,采用单点接地式,否则采用多点接地式。

4. 浮地浮地式即该电路的地与大地无导体连接。其优点是该电路不受大地电性能的影响;其缺点是该电路易受寄生电容的影响,

而使该电路的地电位变动和增加了对模拟电路的感应干扰;由于该电路的地与大地无导体连接,易产生静电积累而导致静电放电,可能造成静电击穿或强烈的干扰。因此,浮地的效果不仅取决于浮地的绝缘电阻的大小,而且取决于浮地的寄生电容的大小和信号的频率

单点接地和多点接地

有三种基本的信号接地方式:浮地、单点接地、多点接地。 1 浮地目的:使电路或设备与公共地线可能引起环流的公共导线隔离起来,浮地还使不同电位的电路之间配合变得容易。缺点:容易出现静电积累引起强烈的静电放电。折衷方案:接入泄放电阻。 2 单点接地方式:线路中只有一个物理点被定义为接地参考点,凡需要接地均接于此。缺点:不适宜用于高频场合。 3 多点接地方式:凡需要接地的点都直接连到距它最近的接地平面上,以便使接地线长度为最短。缺点:维护较麻烦。 4 混合接地按需要选用单点及多点接地。 PCB中的大面积敷铜接地其实就是多点接地所以单面Pcb也可以实现多点接地 多层PCB大多为高速电路地层的增加可以有效提高PCB的电磁兼容性是提高信号抗干扰的基本手段,同样由于电源层和底层和不同信号层的相互隔离减轻了PCB的布通率也增加了信号间的干扰。 在大功率和小功率电路混合的系统中,切忌使用,因为大功率电路中的地线电流会影响小功率电路的正常工作。另外,最敏感的电路要放在A点,这点电位是最稳定的。解决这个问题的方法是并联单点接地。但是,并联单点接地需要较多的导线,实践中可以采用串联、并联混合接地。

将电路按照特性分组,相互之间不易发生干扰的电路放在同一组,相互之间容易发生干扰的电路放在不同的组。每个组内采用串联单点接地,获得最简单的地线结构,不同组的接地采用并联单点接地,避免相互之间干扰。 这个方法的关键:绝不要使功率相差很大的电路或噪声电平相差很大的电路共用一段地线。 这些不同的地仅能在通过一点连接起来。

为了减小地线电感,在高频电路和数字电路中经常使用多点接地。在多点接地系统中,每个电路就近接到低阻抗的地线面上,如机箱。电路的接地线要尽量短,以减小电感。在频率很高的系统中,通常接地线要控制在几毫米的范围内。 多点接地时容易产生公共阻抗耦合问题。在低频的场合,通过单点接地可以解决这个问题。但在高频时,只能通过减小地线阻抗(减小公共阻抗)来解决。由于趋肤效应,电流仅在导体表面流动,因此增加导体的厚度并不能减小导体的电阻。在导体表面镀银能够降低导体的电阻。 通常1MHz以下时,可以用单点接地;10MHz以上时,可以用多点接地,在1MHz和10MHz之间时,可如果最长的接地线不超过波长的1/20,可以用单点接地,否则用多点接地。

电路接地概念

电路接地概念 在接触电子电路图时,首先要搞清楚电路中接地的问题。 1.共用参考点 不加定语的接地有多种含义: ①电子仪器的外壳接地是接的大地,这是保护性接地,这一接地措施可以使仪器的外壳与大地等电位,从而避免了仪器因漏电使外壳带电造成的触电危险。 ②电子电路图中的接地,对电路而言是一个共用参考点;对电路图的绘制而言是一种简略画法;对分析电路工作原理而言,可以方便识图。 电子电路图中的接地问题可以用如图1-10所示电路来说明,其中图1-10(a)所示电路中没有接地的符号,当开关S1接通后,电流从E的正极出发,经S1、R1流到E的负极,再通过E1的内电路到正极而成回路。 如图1-10(a)所示电路习惯上画成图1-10(b)或图1-10(c)所示形式的电路图。当采用正极性电源供电时,画成图1-10(b)所示的电路,这一电路中出现了接地符号。比较图(a)和图(b)可以看出,电池E的负极用接地符号表示,电池E的正极用+

V表示,这两个电路的工作原理是相同的,显然图(b)所示电路比较简洁。 分析图1-10(b)所示电路中的电流流动时,电流从+V端流出(相当于是从电池的正极流出),经S1、R1到地(相当于是流入电池的负极),再通过电池E成回路。 如图1-10(c)所示电路,也有接地符号,但采用了负电源(-V)供电。电路中,-V端就是电池E的负极,接地点是E的正极,此时电路中的电流是从地端流出(即从电池E的正极流出),经S1、R1到-V端(相当于电池E的负极)。 2.接地概念小结 通过上述接地概念的介绍,可以说明以下几点: ①接地点是电路中的共用参考点,这一点的电压为0V,电路中其他各点的电压高低都是以这一参考点为基准的,电路图中所标出的各点电压数据都是相对地端的大小,这样可以大大方便修理中的电压测量。 ②接地符号是一种电路连线的省略画法,接地点表示与电源的正极或负极相连,这一接地与仪器外壳接地概念不同。 ③一般情况下,一张电路图中只有一种接地符号,此时所有的地端是相连的。在少量的电路图中会出现两种不同的接地符号,如图1-11所示,表示这种电路中存在两个彼此独立的直流电源供电系统(相互之间没有共用参考点),这时两种接地点之间是高度绝缘的,修理中不能将这两个地线接通,在彩色电视机电路中就存在这种情况,要高度重视。

PCB板的地线设计和正确选择单点接地与多点接地

PCB板的地线设计和正确选择单点接地与多点接地 类别:电源技术阅读:899 在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和以地等。 在PCB板的地线设计申,接地技术既应用于多层PCB,也应用于单层PCBo接地技术是为最小化接地阻抗,以减少从电路返回到电源之间的接地回路的电势。 (1)正确选择单点接地与多点接地 在低频电路中,信号的工作频率小于1 MHz,它对布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10 MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。当工作频率在1~ 10 MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1720,否则应采用多点接地法。高频电路宜采用多点串联接地,地线应短而粗,高频元件周围尽量布置栅格状大面积接地铜箔。 (2)数字电路与模拟电路分开 电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,且两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。此外,还要尽量加大线性电路的接地面积。 (3)加粗接地线 若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三倍于印制线路板的允许电流。如有可能,接地线的宽度应大于3 mm. (4)接地线构成闭环路 设计只由数字电路组成的印制线路板的地绒系统时,将接地线做成闭环路可以明显提高抗噪声能力。其原因在于:印制线路板上有很多集成电路元件,尤其有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接地结构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。 (5)全平面地 当采用多层线路板设计时,可将其中一层作为“全地平面”,这样可减少接地阻抗,同时又起到屏蔽作用。我们常常在印制板周边布一圈宽的地线,也起同样的作用。

电路中接地符号解读

“1”弱电电路地,“2”三条向下递减的水平线代表模拟地或者强电电路地,“3”中空的三角形通常表示数字接地,但是也常被用作参考接地,“4”代表大地或机箱的接地。没有权威的根据,只是平常电路中好像都是这样用的。 1.不清楚 2.Power Ground 3.Signal Ground 4.Earth 对接地符号的使用并没有严格地规定;尤其当他们被提及或在文件中出现时特别会混淆。常用的接地符号为,三条向下递减的水平线,这样让人直觉就知道是代表地面的意思。 一条水平线加上三条向下延伸的斜线代表大地或机箱的接地。三条向下递减的水平线代表模拟地或者电路地。中空的三角形通常表示数字接地,但是也常被用作参考接地。一个符号或是数字摆在三角形中间的话,可能用来表示与其他参考点共地。 注意:这些接地点之间的电位不一定相等。接地指的是待测电势(电压)的参考点。不同的接地间将有电压差,当设备相连并进行测量时我们必须考虑到这个问题。 大地就是将地面本身当作参考点。 电力线接地是安全装置;不流经正常路径的电流将透过一条替代的路径接入地面。在(现代)住宅中与电力线相连的将是绿色或者裸露的铜线。电流一般不会流经这个导线;它仅仅是为了安全目的而设置。由于它确实直接与地面连接,同时平常也不会导通,设备中的许多部分将连接这条导线以作为信号的参考点。然而,如果在电力线某个地方的配线错误,那么这个接地就会成为带电的导体了。 零线是电力公司在供电时电力返回的路径,他就是住宅供电线缆上的白色电缆。电力输送完整的回路便是沿着黑色电缆输出,然后经由白色电缆返回。黑色电缆的110 VAC电压值指的就是参考白色电缆而得。(美国标准) 机箱地(chassis ground)指的是一些用来封装电气设备的金属外壳。机箱可以选择性接地,由机箱是否连接到电力线中绿色地线来决定。如电气设备的任何部分因故障短路,机箱可以将电流导入地面而不会使接触它的人触电。也可以将信号负端连接到机箱上,以机箱为参考电位。很多设备允许使用者选择是否将信号以机箱地为参考进行链接。 National Instruments 数据采集(DAQ)设备根据不同的应用有不同的接地点:模拟输入地( AIGND )、模拟输出地( AOGND )和数字地( DGND )。他们全都连接到板卡本身的同一参考点,但是他们在板卡上有不同的电路层,可以减少噪声和串扰。数字地特别容易混入噪声,因为数字信号中含有高频成分。 另外在使用National Instruments模拟输入DAQ设备以无参考单端(NRSE)模式进行量测时,很容易因为AISENSE这一个接点感到困惑。其实 AISENSE 的设计是用来做为所有单端模拟输入频道的共同参考点。然而,它并不是接地点;它是浮地的,与AIGND,AOGND,和DGND不同。

电力系统中电气设备的接地问题

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/b214154675.html, 电力系统中电气设备的接地问题 作者:陈亮 来源:《装饰装修天地》2015年第04期 摘要:电气设备的任何部分与大地(土壤)间作良好的电气连接称为接地。接地是确保电气设备正常工作和安全防护的重要措施之一。其工作原理和结构表明其参考电位并非工程中的接地,不能用简单的处理方法将其一概作统一接地,如果接地不当,会产生问题。解决工程上的问题应考虑现场实际情况,措施的异同会直接影响安装和使用。 关键词:接地;类型;作用;检查;安全 一、接地的作用 我们往往只知道接地可防止人身遭受电击,其实接地除了这一作用外,还可以防止设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保证电力系统的正常运行。 1.防止电击 人体阻抗和所处环境的状况有极大的关系,环境越潮湿,人体的阻抗越低,也越容易遭受电击。例如,自装过交流收音机的人几乎都受到过电击,但几乎都能摆脱电源,因为此时人所处的环境干燥,皮肤也较干燥。接地是防止电击的一种有效的方法。电气设备通过接地装置接地后,使电气设备的电位接近地电位。 2.保证电力系统的正常运行 电力系统的接地,又称工作接地,一般在变电站或变电所对中性点进行接地。工作接地的接地电阻要求很小,对大型的变电站要求有一个接地网,保证接地电阻小而且可靠。工作接地的目的是使电网的中性点与地之间的电位接近于零。低压配电系统无法避免相线碰壳或相线断裂后碰地,如果中性点对地绝缘,就会使其他两相的对地电压升高到3 倍的相电压,其结果可能把工作电压为220的电气设备烧坏。 3.防止雷击和静电的危害 雷电发生时,除了直接雷外,还会生产感应雷,感应雷又分为静电感应雷和电磁感应雷。所有防雷措施中最主要的方法是接地。 二、接地的类型 1.工作接地

低压电力系统的保护接地分析 李荣根

低压电力系统的保护接地分析李荣根 摘要:接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。各种系统均有 多种复杂的接地要求,而且是与系统紧密联系的组成部分。 关键词:接地:保护;低压电力系统; 从功能性接地和非功能性接地两方面解析了接地的作用及保护原理,说明了 防止电击措施有多种,等电位联结只是其中使用最广泛、方便和经济的一种。 一、低压系统接地分类 低压系统接地分为TN、TT和IT。第一种代表变压器中性点接地(工作接地)方式,第二种代表用电设备外壳接地方式。T-直接接地;I-不接地;N-外壳与中性点金属连接;第一种决定电力系统的工作接地方式,第二种决定了设备的保 护接地方式。高压系统只是说工作接地包含有效接地和非有效接地,而低压系统 不仅表明电源侧工作接地,同时还表明了用户侧的保护接地。由于低压系统有中 性线引出,因此,在分析计算时需考虑接地电流和接零电流,两者大小可能不一样。高压系统的电气设备金属外壳都要求直接接地,低压系统设备金属外壳实质 上也是要求直接接地。那么外壳接地是不是就能起到保护作用呢?回答是否定的,只有满足一定的条件才是安全的。根据《交流电气装置的接地设计规范》推荐: 短时间(15 s)内体重50 kg的人承受的最大交流电流有效值是Ib=116/t(mA),体重70 kg的人承受的最大交流电流有效值是Ib=157/t(mA)。长时间内作用在人身上的电压小于50 V(通过电流30 mA)是安全的。出现接地故障时人体是否 安全,小电流接地系统按照长时间接触验算。大电流接地系统按照短时间接触验算。 1.保护接地。为电气安全,将系统、装置或设备的一点或多点接地。 2.接地电压。电气设备发生接地故障时,其接地部分与大地零电位点之间的 电位差称之为接地电压。 3.转移电压。接地故障电流流过接地系统时,由一端与该接地系统连接的金 属导体传递的接地系统对参考地之间的电位差。 4.接触电压。接地故障电流通过接地装置时,地表面形成电位分布,设备垂 直距离2 m和地面水平距离1 m处之间的电位差。此处1 m处容易误导,设备往 往距离其接地装置相当远,用接地线连接的设备外壳电位与接地装置一样,虽然 人距离设备水平距离1 m,实际人与设备外壳的电位差应是人与接地装置之间的 电位差,绝不是1 m的电位差。 5.跨步电压。接地故障电流通过接地装置在地面水平距离为1 m的两点之间 的电位差。人体能够承受的电压不仅与电流还与人体电阻有关,人体电阻变化范 围很大,我国采用1.5 kΩ作为参考值,人体单脚接地等效金属圆盘电阻3ρ。 二、高压配电装置接地 由于开关站和变电所的进线电源一般是10 kV及以上的高压,亦有可能出现 接地故障,所以有必要简单介绍高压配电装置的接地。高压电力系统的接地分为 有效接地和非有效接地。非有效接地系统向1 kV以下低压装置供电的高压配电装 置的保护接地电阻R≤50/I且不应大于4Ω,高压配电装置金属外壳的对地电压不 得超过50 V。接触电压和跨步电压小于接地电压,自然满足安全性要求。非有效 接地系统单相接地故障电流是线路电容电流,数值较小,所以一般容易做到。有 效接地系统向1 kV以下低压装置供电的高压配电装置的保护接地电阻R≤2 000/I。故障时接地电压允许值可达2 000 V,切除故障时间0.4 s,应该考虑均压措施。利

0欧姆电阻用于单点接地(模拟地和数字地),我对你情有独钟~~~

0欧姆电阻用于单点接地(模拟地和数字地),我对你情有独钟~~~ 在布线排板的时候,只要是地,总是要接在一起的,听高手们说,如果数字地和模拟地不接在一起时,就会产生“浮地”,有了“浮地”就会产生压差,这样就会产生积累电荷,造成讨人厌的静电,所以地的标准要一致,因此各种地到最后还是要接在一起的,但是,如果把数字地和模拟地大面积的连接在一起的话,会导致互相干扰,不短接了有不妥,嘿嘿,到底该怎么办呢?嚯嚯,针对以上情况在此为大家提供4总办法: 1:用磁珠相连。 2:用电容相连。 3:用电感相连。 4::用0欧姆电阻相连。 1—4到底该选择什么方案呢?接下来就说说他们的利益关系吧~~~ 1:磁珠的等效电路相当于傣族限波器,只对某个频点的噪声有显著的抑制作用,使用时要预先估计噪声频率,以便选择适当的磁珠,对于频率不确定的情况,磁珠不合~~~ 2:电容是通交流阻直流的,会造成“浮地”…悲剧的电容呀 3:电感体积比较大,参数又多,不稳定,所以呢也不推荐使用 4:哈哈,0欧姆电阻来啦,他相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到很好的抑制,而且电阻在所有频带上都有衰减作用,这点比磁珠强悍哦~~~~ 当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成强大的环路面积,电场和磁场的影响就变强啦,容易干扰或是被干扰,在分割区域上跨接一个0欧姆的电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰…还有还有,0欧姆电阻还有很多的可用之处呢~~~比如说用于布线时跨线,调试测试都可以用,还能临时的取代其他的贴片元器件,最后,还可以作为温度的补偿器件….嘿嘿,说了这么多0欧姆电阻的好话,0欧姆电阻~~~你要请客吃饭哈~~~

模拟地和数字地单点接地

模拟地和数字地单点接地 只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。 *磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。 *电容隔直通交,造成浮地。 *电感体积大,杂散参数多,不稳定。 *0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。 跨接时用于电流回路 当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。 配置电路 一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。 空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。 其他用途 布线时跨线 调试/测试用 临时取代其他贴片器件 作为温度补偿器件

更多时候是出于EMC对策的需要。另外,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。 ;-------------------------------------------------------- 大尺寸的0欧电阻还可当跳线,中间可以走线 还有就是不同尺寸0欧电阻允许通过电流不同,一般0603的1A,0805的2A,所以不同电流会选用不同尺寸的还有就是为磁珠、电感等预留位置时,得根据磁珠、电感的大小还做封装,所以0603、0805等不同尺寸的都有了 ;----------------------------------------- 0欧姆电阻一般用在混合信号的电路中,在这种电路中为了减小数字部分和模拟部分的相互干扰,他们的电源地线都是分开布的,但在电源的入口点又需要连在一起,一般是通过0欧姆电阻连接的,这样既达到了数字地和模拟地间无电压差,又利用了0欧姆电阻的寄生电感滤除了数字部分对模拟部分的干扰.

电路设计中如何接地来抑制干扰

电路设计中如何接地来抑制干扰 一、在电子电路中,形成干扰的基本要素有三个:相关干扰源、线路传播路径、板上敏感器件,指容易被干扰的对象。 抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。(类似于传染病的预防)1干扰源的抑制 抑制干扰源的常用措施如下: (1)继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。 (2)在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几K 到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。 (3)给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。 (4)电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。 (5)布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。 (6)可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。 二、按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。 所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大,要特别注意处理。所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。 截止干扰传播路径的措施: (1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感, 要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。 (2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。 (3)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。 (4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。 (5)用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。 (6)单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。 (7)在单片机I/O口,电源线,电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可显著提高电路的抗干扰性能。 增强敏感器件的抗干扰性能 提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的方法。 提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下: (1)布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。 (2)布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。 (3)对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。 (4)对单片机使用电源监控及看门狗电路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X25043,X25045等,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。 (5)在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。 (6)IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。 为了达到很好的抗干扰,于是我们常看到PCB板上有地分割的布线方式。但是也不是所有的数字电路和模拟电路混合都一定要进行地平面分割。因为这样分割是为了降低噪声的干扰。 在数字电路中一般的频率会比模拟电路中的频率要高,而且它们本身的信号会跟地平面形成一个回流(因为在信号传输中,铜线与铜线之间存在着各种各样的电感和分布电容),如果我们把地线混合在一起,那么这个回流就会在数字和模拟电路中相互串扰。而我们分开就是让它们只在自己本身内部形成一个回流。它们之间只用一个零欧电阻或是磁珠连接起来就是因为原来它们就是同一个物理意义的地,现在布线把它们分开了,最后还应该把它们连接起来。 分析它们是属于数字部分还是模拟部分,这个问题常常是我们在具体画PCB时得考滤的。我个人的看法是要判断一个元件是属于模拟的,还是数字的关键是看与它相关的主要芯片是数字的还是模拟的。比如:电源它可能给模拟电路供电,那它就是模拟部分的,如果它是给单片机或是数据类芯片供电,那它就是数字的。当它们是同一个电源时就需要用一个桥的方法把一个电源从另一个部分引过来。最典形的就是D/A了,它应该是一个一半是数字,一半是模拟的芯片。我认为如果能把数字输入处理好后,剩下的就可以画到模拟部分去了。

电力系统接地分类

电力系统接地分类详解 电力系统接地分类详解 在电力系统中,接地是用来保护人身及电力、电子设备安全的重要措施。通常我们将接地分为工作接地、系统接地、防雷接地、保护接地,用他们来保护不同的对象,这几种接地形式从目的上来说是没有什么区别的,均是通过接地接地导体将过电压产生的过电流通过接地装置导入大地,从而实现保护的目的。现代工厂在接地上都要求形成一张严密的网,而所有的被保护对象都挂在这个安全的接地网上,但不同的接地都需要从接地装置处的等电位点连接。 对于防雷接地,主要是通过将雷电产生的雷击电流通过接地网这一有效途径引入大地,从而对建筑物起到保护作用。一般有两种避雷方式供选择,其一是避雷针接地,其二是采用法拉第笼方式接地。它们是两种不同的防雷模式,它们在防雷原理上有显著的区别。避雷针的原理是空中拦截闪电、使雷电通过自身放电,从而保护建筑物免受雷击,避雷针的保护范围是从地面算起的以避雷针高度为滚球半径的弧线下的面积,对于法拉第笼,它认为避雷针的范围很小,而且在避雷针保护的空间内仍有电磁感应作用,而且避雷针附近是强的电磁感应区,有很大的电位梯度,在它周围有陡的跨步电压存在,在这一范围内的人们有生命危险,鉴于种种观点,现在的防雷接地系统中法拉第笼占有重要地位。实验证明,一个封闭的金属壳体是全屏蔽的,在雷电流通过时,是沿着壳体的外表面流入大地,而在壳体的内部没有感应电动势及磁通,即雷电流没有对内部的设备产生干扰效应。而法拉第笼下部的环状接地环、等电位均压网也避免了人在此等电位环境中被雷击的危险。 采用保护接地是当前低压电力网中的一种行之有效的安全保护措施。通常有两种做法,即接地保护和接零保护。将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接是电气工作的一个重点,也就是我们通常说的接地。将电气设备和用电装置的金属外壳与系统零线相接叫做接零。由于电力系统中采用保护接地,是我们对用电设备、金属结构及电子等设备采取的接地保护措施,这样就可以避免电器设备漏电、线路破损或绝缘老化漏电等漏电事故造成

单点接地线连接

单点接地线连接:为避免接地回路,系统必须提供一单点接地,电源输入模块为你提供了一个开关,来区别控制系统在哪儿接地。如果装了两个电源,那么两个开关需要调到同一位置。电源输入模块出厂时,开关调到关(CLOSED);接地系统通过末端(END)引到端子连接器上,如果系统在另一个地方接地,比如用外部安保器,需把开关调到(OPENED)。下图演示了如何把开关跳到(OPENED)位置。 1.从端子连接器上拆除导线保护罩; 2.拆下边上的十字槽螺钉,该螺钉用来 固定电源输入模块的金属罩片; 3.松开固定外壳地线夹子的两个螺钉,该螺 钉位于端子连接器下,拆下外壳的 地线夹子; 4.拆下金属罩片底部的薄金属片,端子 连接器滑过金属罩片。 5.把开关推向开(OPENED)位置; 6.把金属罩片和外壳地线夹子在电源输入模块上复位。 2、接地 上述各种注意事项中,特别强调一下接地的问题。 保证系统单端接地至关重要,要避免由于接地回路而导致干扰信号无处释放或因无处接地使设备无端损坏。下图1为前置器至3500机柜I/O模块之间正确的接地方式,在I/O模块处单点接地;而图2所示即为错误的接地方式,这就造成了信号线从端子排到信号输入端没有屏蔽层保护。就如同一个奔赴失火现场的消防对员全身都穿好了防火服,但却忘记戴头盔一样。像这样的联线如无干扰源则太平无事,一旦出现干扰信号则毫无防范能力,而且查找起来非常难。 本特利公司3500监测系统的3500/20框架接口模块和3500/92网关接口模块都是3500监测系统与上位机如3500组态/显示/采集计算机或各类DCS系统通讯的接口模块。 整个系统包括从传感器系统到3500监测系统到计算机/DCS系统在系统接地的处理上,直接影响到这两个模块的使用寿命。系统正确的接地连接会使这两个模块甚至整个系统的故障率减少到最低程度。

变电站线路单相接地故障处理及典型案例分析(扫描版)

变电站线路单相接地故障处理及典型案例分析 [摘要] 在大电流接地系统中,线路单相接地故障在电力系统故障中占有很大比例.本文通过对某地区工典型故障案例进行分析,介绍了处理方法,并对相关的知识点进行阐述,为现场运行人员正确判断和分析事故原因提供了借鉴。 [关键词]大电流接地系统;小电流接地系统;判断;分析 我国电压等级在110kV 及其以上的系统均为大电流接地系统,在大电流接地系统中,线路单相接地故障在电力系统故障中占有很大的比例,造成单相故障的原因有很多,如雷击、瓷瓶闪落、导线断线引起接地、导线对树枝放电、山火等。线路单相接地故障分为瞬时性故障和永久性故障两种,对于架空线路一般配有重合闸,正常情况下如果是瞬时性故障,则重合闸会启动重合成功;如果是永久性故障将会出现重合于永久性故障再次跳闸而不再重合。 为帮助运行人员正确判断和分析大电流接地系统线路单相瞬时性故障,本案例选取了某地区一典型的220kV线路单相瞬时接地故障,并对相关的知识点进行分析。 说明,此案例分析以FHS变电站为主。 本案例分析的知识点: (1)大电流接地系统与小电流接地系统的概念。 (2)单相瞬时性接地故障的判断与分析。 (3)单相瞬时性接地故障的处理方法。 (4)保护动作信号分析。 (5)单相重合闸分析。 (6)单相重合闸动作时限选择分析。 (7)录波图信息分析。 (8)微机打印报告信息分析。 一、大电流接地系统、小电流接地系统的概念 在我国,电力系统中性点接地方式有三种: (1)中性点直接接地方式。 (2)中性点经消弧线圈接地方式。 (3)中性点不接地方式。 110kV及以上电网的中性点均采用中性点直接接地方式。 中性点直接接地系统(包括经小阻抗接地的系统)发生单相接地故障时,接地短路电流很大,所以这种系统称为大电流接地系统。采用中性点不接地或经消弧线圈接地的系统,当某一相发生接地故障时,由于不能构成短路回路,接地故障电流往往比负荷电流小得多,所以这种系统称为小电流接地系统。 大电流接地系统与小电流接地系统的划分标准是依据系统的零序电抗X0与正序电抗X1的比值X0/X1。 我国规定:凡是X0/X1≤4~5的系统属于大接地电流系统,X0/X1>4~5的系统则属于小接地电流系统。事故涉及的线路及保护配置图事故涉及的线路和保护配置如图2-1所示,两变电站之间为双回线,线路长度为66.76km。

电路板接地概念

1.电路图上和电路板上的GND(Ground)代表地线或0线.GND就是公共端的意思,也可以说是地,但这个地并不是真正意义上的地。是出于应用而假设的一个地,对于电源来说,它就是一个电源的负极。它与大地是不同的。有时候需要将它与大地连接,有时候也不需要,视具体情况而定。 https://www.360docs.net/doc/b214154675.html,B上的:VCC是电源接入;GND为接地;DP、DM是差分信号;PORT-、PORT+是数据负、正信号。 GND VDD: 电源电压(单极器件);电源电压(4000系列数字电路);漏极电压(场效应管) VCC:电源电压(双极器件);电源电压(74系列数字电路); VSS:地或电源负极 VEE:负电压供电;场效应管的源极(S) VPP:编程/擦除电压。 (1)电气地大地是一个电阻非常低、电容量非常大的物体,拥有吸收无限电荷的能力,而且在吸收大量电荷后仍能保持电位不变,因此适合作为电气系统中的参考电位体。这种“地”是“电气地”,并不等干“地理地”,但却包含在“地理地”之中。“电气地”的范围随着大地结构的组成和大地与带电体接触的情况而定。 (2)地电位与大地紧密接触并形成电气接触的一个或一组导电体称为接地极,通常采用圆钢或角钢,也可采用铜棒或铜板。图 1示出圆钢接地极。当流入地中的电流I通过接地极向大地作半球形散开时,由于这半球形的球面,在距接地极越近的地方越小,越远的地方越大,所以在距接地极越近的地方电阻越大,而在距接地极越远的地方电阻越小。试验证明:在距单根接地极或碰地处 20m 以外的地方,呈半球形的球面已经很大,实际已没有什么电阻存在,不再有什么电压降。换句话说,该处的电位已近于零。这电位等于零的“电气地”称为”地电位”。若接地极不是单根而为多根组成时,屏蔽系数增大,上述 20m 的距离可能会增大。图 1中的流散区是指电流通过接地极向大地流散时产生明显电位梯度的土壤范围。地电位是指流散区以外的土壤区域。在接地极分布很密的地方,很难存在电位等于零的电气地。 (3)逻辑地电子设备中各级电路电流的传输、信息转换要求有一个参考的电位,这个电位还可防止外界电磁场信号的侵入,常称这个电位为“逻辑地”。这个“地”不一定是“地理地”,可能是电子设备的金属机壳、底座、印刷电路板上的地线或建筑物内的总接地端子、接地干线等;逻辑地可与大地接触,也可不接触,而“电气地”必须与大地接触。 .接地:

电力系统中性点接地方式

电力系统中性点接地方式简述 电力系统中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。 电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题,它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰(电磁环境)及接地装置等问题有密切的关系。 电力系统中性点接地方式是人们防止系统事故的一项重要应用技术,具有理论研究与实践经验密切结合的特点,因而是电力系统实现安全与经济运行的技术基础。 电力系统中性点接地方式主要是技术问题,但也是经济问题。在选定方案的决策过程中,应结合系统的现状与发展规划进行技术经济比较,全面考虑,使系统具有更优的技术经济指标,避免因决策失误而造成不良后果。 简言之,电力系统的中性点接地方式是一个系统工程问题。 接地,出于不同的目的,将电气装置中某一部位经接地线和接地体与大地作良好的电气连接称为接地。 根据接地的目的不同,分为工作接地和保护接地。 工作接地是指为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地。如变压器中性点直接接地或经消弧线圈接地、避雷器接地等都属于工作接地。 保护接地是指为防止人身触电事故而将电气设备的某一点接地。如将电气设备的金属外壳接地、互感器二次线圈接地等。 接地方式主要有2种,即直接接地系统和不接地系统。 1.中性点直接接地系统

中性点直接接地系统——又称大电流系统;适于110kV以上的供电系统,380V以下低压系统。直接接地系统发生单相接地是会使保护马上动作切除电源与故障点。 随着电力系统电压等级的增高和系统容量增大,设备绝缘费用所占比重也越来越大。中性点不接地方式的优点已居于次要地位,主要考虑降低绝缘投资。所以,110kV及以上系统均采用中性点直接接地方式。对于380V以下的低压系统,由于中性点接地可使相电压固定不变,并可方便地获得相电压供单相设备用电,所以除了特定的场合以外(如矿井),亦多采用中性点接地方式。 对于高压系统,如110kV以上的供电系统,电压高,设备绝缘会高,如果中性点不接地,当单相接地时,未接地的二相就要能够承受√ 3倍的过电压,瓷绝缘子体积就要增大近一倍,原来1米长的绝缘子就要增加到1.732米以上,不但制造起来不容易,安装也是问题,会使设备投资大大增加;另外110kV以上系统由于电压高,杆塔的高度也高,不容易出现单相接地的情况,因而就是出现了接地就跳闸也不会影响多少供电可靠性,因而从投资的经济性考虑,在110kV以上供电系统,多采用中性点直接接地系统。 在低压380/220V系统中,有许多单相用电设备,如果中性点不接地运行,则发生单相接地后,有可能未接地的相电压会升高,因过电压烧毁家用电器,从安全性考虑,必须采用中性点直接接地系统,将中性点牢牢接地。 1kV以下的供电系统(380/220伏),除某些特殊情况下(井下、游泳池),绝大部分是中性点接地系统,主要是为了防止绝缘损坏而遭受触电的危险。 中性点直接接地系统的优点:发生单相接地时,其它两完好相对地电压不会升高,因此可降低绝缘费用,保证安全。

关于电路中各种接地的方法:数字地、模拟地、信号地等等

关于接地:数字地、模拟地、信号地、交流地、直流地、屏蔽地、浮地 除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。控制系统中,大致有以下几种地线: (1)数字地:也叫逻辑地,是各种开关量(数字量)信号的零电位。 (2)模拟地:是各种模拟量信号的零电位。 (3)信号地:通常为传感器的地。 (4)交流地:交流供电电源的地线,这种地通常是产生噪声的地。 (5)直流地:直流供电电源的地。 (6)屏蔽地:也叫机壳地,为防止静电感应和磁场感应而设。以上这些地线处理是系统设计、安装、调试中的一个重要问题。下面就接地问题提出一些看法: (1)控制系统宜采用一点接地。一般情况下,高频电路应就近多点接地,低频电路应一点接地。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;但一点接地不适用于高频,因为高频时,地线上具有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。一般来说,频率在1MHz以下,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1~10MHz之间可用一点接地,也可用多点接地。

(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mV甚至几V电压,对低电平信号电路来说,这是一个非常重要的干扰,因此必须加以隔离和防止。 (3)浮地与接地的比较。全机浮空即系统各个部分与大地浮置起来,这种方法简单,但整个系统与大地绝缘电阻不能小于50MΩ。这种方法具有一定的抗干扰能力,但一旦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。这种方法抗干扰能力强,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。为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可采用屏蔽浮技术。对于具体模拟量信号的接地处理要严格按照操作手册上的要求设计。 (5)屏蔽地。在控制系统中为了减少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,屏蔽地的接法也不一样。电场屏蔽解决分布电容问题,一般接大地;电磁场屏蔽主要避免雷达、电台等高频电磁场辐射干扰。利用低阻金属材料高导流而制成,可接大地。磁场屏蔽用以防磁铁、电机、变压器、线圈等磁感应,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。如果电缆的屏蔽层地点有一个以上时,将产生噪声电流,形成噪声干扰源。当一个电路有一个不接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

电力系统中的接地保护和接零保护

电力系统中的接地保护和接零保护 【摘要】介绍现今电力系统的几种接地接零系统的原理、特点、应用范围和注意事项;介绍工作接地、保护接地及重复接地概念和应用;漏电保护器的配合使用。 【关键词】接地保护;接零保护;重复接地;漏电保护 在中职技校多年的电工教学中,发现许多学生对电力系统中的接地保护和接零保护概念比较模糊,有些学生在加入工作后还联系咨询这方面的知识。如接地、接零保护的工作原理;什么情况下用接地保护,什么情况下用接零保护;什么时候可以重复接地,什么时候不可以重复接地等。对于这方面的知识,在此作简要阐述。 现今,接地、接零电力系统多采用国际电工委员会(IEC)规定的标准,分有IT、TT、TN三种基本形式的系统,其中TN系统又细分为TN-C、TN-S和TN-C-S系统。国际电工委员会规定的供电方式符号中:(1)第一个字母反映电力系统对地关系,T表示中性点直接接地,I表示电源中性点没有工作接地或经过高阻抗接地;(2)第二个字母反映负载侧的对对地关系,T表示负载采用接地保护,但它与系统中的其他任何接地点相互独立,N表示负载采用接零保护;(3)第三个字母反映工作零线(N)与保护零线(PE)的组合关系,C表示工作零线与保护零线是合一的,称保护零线(PEN),S表示工作零线与保护零线是严格分开的。 何为“接地”?出于不同的目的,将电气设备中某一部位经接地线和接地体与大地做良好的电气连接称为接地。根据接地的目的不同,可分为工作接地(如变压器中性点接地,避雷装置的接地等)和保护接地。 一、保护接地 所谓保护接地是指为了人身安全的目的,将电气设备在故障情况下,可能呈现危险的对地电压的导电部分(设备的金属外壳或金属结构)与大地做紧密的电气连接。保护接地的作用原理主要是分流原理,保护接地电阻值一般不大于4欧。 1. 保护接地在IT系统中的应用 IT系统是指中性点不接地或经阻抗(约1000欧)接地。电气设备的外露可导电部分经各自的保护线PE分别直接接地的三相三线制低压配电系统(见图1)。这种方式的供电系统在供电距离不长时,供电的可靠性、安全性好,一般用于不允许停电或要求严格地连续供电的地方。这种系统中的设备用保护接地,只要接地电阻不大于4欧,是很有效的保安技术措施。

一点接地和多点接地

单点接地多点接地 转载至https://www.360docs.net/doc/b214154675.html,/myrokey/244396/Message.aspx 单点地要解决的问题就是针对“公共地阻抗耦合”和“低频地环路”, 多点地是针对“高频所容易通过长地走线产生的共模干扰”. 低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。 当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。 当工作频率在1~10MH z时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。 数字地与模拟地之间单点接地,数字地之内多点接。 地线干扰与地线设计 地线设计是电磁兼容设计中大家都很注意,却又不知道应该怎样去做的一个问题。了解了地线造成干扰问题的机理之后,在设计和实施地线时就有了一个明确的思路。本期从介绍地线造成干扰的原理入手,使读者了解设计地线的关键和原则。1 什么是地线? 地线有安全地和信号地两种。前者是为了保证人身安全、设备安全而设置的地线,后者是为了保证电路正确工作所设置的地线。造成电路干扰现象的主要是信号地,因此这里仅讨论信号地的问题。 信号地的一般定义是:电路的电位参考点。 更恰当地说,这个定义是我们设计电路时的一个假设。从这个定义是无法分析和理解一些地线干扰问题的。从现在开始,我们在分析电磁兼容问题时,使用下面的定义。 地线是信号电流流回信号源的地阻抗路径。 既然地线是电流的一个路径,那么根据欧姆定律,地线上是有电压的;既然地线上有电压,说明地线不是一个等电位体。这样,我们在设计电路时,关于地线电位一定的假设就不再成立,因此电路会出现各种错误。这就是地线干扰的实质。 2 地线的阻抗有多大? 一个难以理解的问题是,我们在设计地线时,都使地线的电阻很小,那么地线上的电位差怎么会大到导致电路出错的程度。理解这个问题,要理解地线阻抗的组成。 地线的阻抗Z由电阻部分和感抗部分两部分组成,即:Z = RAC + jωL。 电阻成分:导体的电阻分为直流电阻RDC和交流电阻RAC。对于交流电流,由于趋肤效应,电流集中在导体的表面,导致实际电流截面减小,电阻增加,直流电阻和交流电阻的关系如下: RAC= 0.076rf1/2RDC 式中:r=导线的半径,单位cm,f=流过导线的电流频率,单位Hz,RDC= 导线的直流电阻,单位Ω。 电感成分:任何导体都有内电感(这区别于通常讲的外电感,外电感是导体所包围的面积的函数),内电感与导体所包围的面积无关。对于圆截面导体如下: L=0.2S[ln(4.5/d) -1] (μH) 式中S=导体长度(m),d=导体直径(m) 表1说明了直流电阻与交流阻抗的巨大差异。频率很低时的阻抗可以认为是导体的电阻,从表中可以看出,随着频率升高,阻抗增加很快,当频率达到100MH z以上时,直径6.5mm长度仅为10cm的导线也有数十欧姆的阻抗。 3 地环路干扰及对策 地环路干扰是一种较常见的干扰现象,常常发生在通过较长电缆连接的相距较远的设备之间。其产生的内在原因是设备之间的地线电位差。地线电压导致了地环路电流,由于电路的非平衡性,地环路电流导致对电路造成影响的差模干扰电压(图1)。 由于地环路干扰是由地环路电流导致的,因此在实践中,有时会发现,当将一个设备的地线断开时,干扰现象消失,这是因为地线断开时,切断了地环路。这种现象往往发生在干扰频率较低的场合,当干扰频率高时,短开地线与否关系不大。

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