电磁兼容-地线干扰与接地技术
2024年电磁兼容中的接地技术(3篇)
2024年电磁兼容中的接地技术摘要：随着社会的不断发展，无线通信、电子设备和电力设施的普及使用，电磁辐射成为人们普遍关注的问题之一。
电磁辐射会对人体健康产生一定的不良影响，对电子设备的正常运行也会产生干扰。
为了解决电磁辐射的问题，接地技术应运而生。
本文将会探讨2024年电磁兼容中的接地技术发展现状及趋势。
1. 引言接地技术是一种重要的电磁辐射防护手段，通过将设备与地面建立良好的接地连接，能够降低电磁辐射的水平，减少对设备和人体的干扰和伤害。
2024年电磁兼容中的接地技术在以下几个方面取得了显著进展。
2. 现有接地技术的问题在过去的几十年间，人们已经积累了丰富的关于接地技术的知识和经验。
然而，传统的接地技术在面对现代复杂的电磁环境和高频高速的电子设备时显得力不从心。
传统的接地系统主要包括接地线和接地板，这种传统的接地方式存在以下几个问题：2.1. 高频环境下的接地问题在高频环境下，电磁波能够沿着接地线传输，从而导致接地线成为辐射源。
这会导致设备与接地线之间的电磁干扰增加，传输性能下降。
2.2. 大地接地问题传统的接地方式主要依赖于大地作为回路，但现实情况中地面导电性能不均一，接地电阻也不均匀，这会导致接地效果不理想。
2.3. 多设备共用接地问题现代电子设备往往需要共用接地系统，而共用接地可能导致不同设备之间的电磁干扰增加。
传统的接地方式对于多设备共用接地问题无法提供有效的解决方案。
3. 接地技术的发展趋势为了解决传统接地技术存在的问题，研究人员提出了一系列新的接地技术和方案，旨在提高接地系统的性能。
3.1. 次级接地系统次级接地系统可以有效地减少设备间的电磁干扰。
通过在设备上采用独立的次级接地系统，可以减少不同设备之间的共路径干扰，提高设备的电磁兼容性。
3.2. 活性接地技术活性接地技术可以通过引入电子控制器和传感器实时监测接地系统的状态，自动调整接地电阻并提供稳定的接地效果。
活性接地技术具有快速响应和自适应性强的特点，能够在不同的电磁环境下提供良好的接地效果。
关于干扰和接地技术，所有工控人都需要了解的常识！
关于干扰和接地技术，所有工控人都需要了解的常识！一、接地的含义大地；接大地的含义以地球的电位为基准，并以大地为零电位，把电子设备的金属外壳、线路选定点等通过接地线、接地极等组成的装置与大地相连接系统基准地：简称系统地指信号回路的基准导体（电子设备通常以金属底座、机壳、屏蔽罩、或组铜线、铜带等作为基准导体），并设该基准导体为相对零电位，但不是大地零电位。
理想的基准导体是一个零电位、零阻抗的物理实体理想的接地面可以为系统中的任何位置的信号提供公共的电位参考点（但不存在）接地平面流过电流产生的等位线地线电位示意图传统定义：地线就是电路中的电位参考点，它为系统中的所有电路提供一个电位基准。
在从事电路设计的人员范围内，如果谁提出这样一个问题：什么是地线，地线起什么作用？马上会引起同事的嘲笑。
因为电路接地实在是再自然不过的事情了。
定义也在教科书中不知陈述过多少遍。
新定义：地线为信号流回源的低阻抗路径如上所述，传统定义仅给出了地线应该具有的等电位状态，并没有反映真实地线的情况。
因此用这个定义无法分析实际的电磁兼容问题。
这个定义突出了电流的流动。
当电流流过有限阻抗时，必然会导致电压降，因此这个定义反映了实际地线上的电位情况。
思考题：在分析、解决电磁兼容问题时，确定实际的地线电流路径十分重要。
但你所设计的地线往往并不是实际的地线电流路径，也就是，并不是真正的地线，这是为什么？二接地目的1：为了安全，安全地左图：机箱通过杂散阻抗Z1而带电，右图：机箱因绝缘击穿而带电U1－－机箱上电压； U2－－电路中高压部件；Z1－－高压部件与机箱间的杂散阻抗；Z2－－机箱与大地间的阻抗1、若机箱没有接地，当电源线与机箱之间的绝缘良好（阻抗很大）时，尽管机箱上的感应电压可能很高，但是人触及机箱时也不会发生危险，因为流过人体的电流很小。
2、如果电源线与机箱之间的绝缘层损坏，使绝缘电阻降低，当人触及机箱时，则会导致较大的电流流过人体，造成人身伤害。
电磁兼容的接地和搭接设计
1.4 隔离变压器：
采用隔离变压器可以起到抑制地环路干扰的作用。 但是由于变压器绕组之间存在分布电容，通过它仍可形成地环路。 如果在变压器绕组之间加电屏蔽接至负载的接地端可以有效地减
小绕组ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的分布电容。 为防止地环路电压通过屏蔽层与绕组间的分布电容耦合加至负载
大地），以防止人员触及设备外壳时产生电击事故。 电磁兼容技术的接地属于信号接地，它不一定通过导体接入大地。 一般情况下，信号接地点与安全接地点不应为同一位置，否则信号
端将会引入严重的干扰。
图12：信号地示意图
220V
0V
图13：安全地的作用
1.3 安全接地：
安全接地包括电气安全接地和雷电防护接地。
1.1 接地的基本概念
电路中的“地”一般定义为电路或系统的零电位参考点。 它不一定是实际的大地，它可以是设备的外壳或其它金属板、线。
“接地”一般是指电路或系统与“地”之间建立低阻抗通路。 其中一点通常是系统的一个电气或电子元器（组）件，而另一点
为“地”。
1.2 接地的目的：
接地的基本目的有两个： 一是为信号电压提供一个零电位参考点，称为信号接地； 接地的另一个目的是为了安全，称为安全接地。 安全接地就是把设备的外壳利用低阻导体连至大地（且一定是接到
1.7 设备接大地
1.7.1 设备接大地：
实用中，通常还要将设备的信号地、机壳与大地连在一起，并以大地作为设备的接 地参考点。设备接大地的目的有三个：
设备的安全接地，保证了对设备的操作人员实现安全保护。 泄放机箱上所积聚的电荷，避免因电荷积聚使机箱电位升高，造成电路工作的不稳
《电磁兼容原理、技术及及应用》第5章 接地及搭接汇编
第5章 接地及搭接
为同时满足宽频系统中低频单点接地和高频多点接地的不 同要求，可利用电容器对高频相当于短路（高频地）、对低 频相当于开路的特点来实现。
混合接地
第5章 接地及搭接
系统工作在低频状态，为避免公共阻抗耦合，串联 单点接地。但系统暴露在高频强电场中，屏蔽电缆 需要双端接地，图示结构解决了这个问题。
解决地环路干扰的方法：基本思路是有两个：一个是减小地线的阻抗， 从而减小干扰电压。另一个是增加地环路的阻抗，从而减小地环路电流。
第5章 接地及搭接
综上所述，单点接地适用于低频，多点接地适用于高 频。一般来说，频率在1 MHz以下可采用一点接地方式； 频率高于10 MHz应采用多点接地方式；频率在1～10 MHz之间，可以采用混合接地(在电性能上实现单点接地、 多点接地混合使用)。
783m 10.6
的
5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50
3.86 53
直 径
10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7
106
作
50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530
用 减
100M 42.6
54
71.4
77
小
150M 63.9
81
107
115
1. 导体的阻抗与频率关系很大。 2. 导体的阻抗低频时与截面尺寸关系大，高频时关系小。
第5章 接地及搭接
干扰控制接地有３种基本的接法：浮地、单点接地和多 点接地，以及由单点接地和多点接地派生出来的混合接地。
接地技术在电磁兼容中的应用
接地技术在电磁兼容中的应用摘要：本文主要从接地设计方面，介绍了电磁兼容基本概念、接地设计要点。
关键词：电磁兼容；屏蔽；接地【中图分类号】u264.7+4电磁兼容技术在现在产品设计中越来越重要，电磁兼容技术始终贯彻产品设计的全过程。
电磁兼容牵扯到电路、结构设计等方面，作为一门新兴的技术，掌握电磁兼容技术成为了设计人员必备的技能。
市场上关于电磁兼容技术的许多书籍琳琅满目，牵扯到的知识面太广，真正能让大家领悟并掌握的书籍并不多。
大部分设计人员关于电磁兼容知识学习了不少，但遇到实际问题时还是比较茫然，不知如何下手。
本文仅从接地方面对电磁兼容进行深入的探讨，希望能够对大家处理实际问题有所帮助。
一、接地概述接地从电压的方面来说是给电路提供一个等电位体，从电流面来说是给电路提供一个电流通路，概括起来就是为电流返回其源提供的低阻抗通道。
接地问题在电磁兼容性设计中是一个极其重要的问题，正确的接地方法可以减少或避免电路间的互相干扰。
在设计中如果能把接地和屏蔽正确地配合使用，对实现电子设备的电磁兼容性将起着事半功倍的作用。
二、地线干扰的原因地线的干扰来自于地线的阻抗，电流流过地线阻抗而产生了地线电压。
地线的阻抗由两部分构成，电阻部分和感抗部分。
地线的阻抗是很容易被忽视的问题，一般来说我们习惯地将金属导线视为零阻抗，而在出现问题时往往没考虑到是因为随着频率的升高，导线的阻抗增加很大。
地环路地环路干扰是一种常见的干扰现象，常常发生在通过较长电缆连接的相距较远的设备之间。
其产生的原因是地环路电流的存在。
由于地环路干扰是由地环路电流导致的，因此在实践中会发现，当一个设备的安全接地线断开时，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，与地线是否断开关系不大。
2、公共阻抗耦合三、接地的种类按接地作用分：保护接地：保护接地就是为了保护人身及设备的安全。
免遭雷击、漏电、静电的危害。
电磁兼容中的接地技术范本（2篇）
电磁兼容中的接地技术范本电磁兼容（EMC）是指电子设备在正常使用过程中，能够在相互干扰的电磁环境下，保持其正常工作和互不干扰的能力。
而接地技术是电磁兼容中非常重要的一部分，它对于保障设备的正常工作具有重要的意义。
本文将基于电磁兼容的实际需求，介绍一些接地技术的范本，包括单点接地、多点接地和隔离接地等。
接地是电磁兼容技术中最基本、最常用的手段之一，通过合理的接地设计和布线，可以有效减少或排除设备之间的共模干扰和接地回路的回流干扰。
单点接地是一种常用的接地技术，它是将所有设备的接地线连接在一个点上，通过该点与地之间建立低阻抗的连接，形成一个共同的参考电势。
在实际应用中，可以选择设备箱体或设备电源的负极作为单点接地的位置，通过将所有设备连接到该负极上，实现接地的有效集中，从而减少干扰的传导和辐射。
多点接地是另一种常用的接地技术，它与单点接地相比，可以更好地解决长距离设备之间的接地问题。
在实际应用中，设备通常会分布在不同的位置，通过将每个设备的接地线分别连接到地线阵列上，构成一个新的地面点，可以有效降低设备之间的接地电位差，进而减少干扰的传导和辐射。
隔离接地是一种常用的应对电磁干扰的技术，它通过在设备与地之间设置隔离体，将设备与地之间的电气连接割断，实现设备与环境之间的电气隔离。
在实际应用中，可以使用绝缘胶垫、绝缘导线等隔离材料或隔离器件来实现电气隔离。
隔离接地在一些对地线干扰要求较高的场合，如医疗设备、高精度测量设备等方面有较为广泛的应用。
除了以上介绍的接地技术范本，还有一些其他的接地技术在特定的应用场景中也得到了广泛应用。
比如，在一些对地线电阻要求较高的场合，可以使用大面积的接地网格或接地板来降低接地电阻，提高接地效果；在一些对地线电感要求较高的场合，可以使用平行的接地导线，通过电感的互感效应降低互相干扰的程度；在一些防雷接地的场合，可以采用地下埋深较深的接地棒或接地钉，减少雷击对设备的影响。
综上所述，接地技术在电磁兼容中具有重要的作用，它可以有效降低设备之间的干扰，保障设备的正常工作。
电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路
电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）是指电子设备在相互干扰和和外界电磁环境下能够正常工作的能力。
在电子产品的设计中，抗干扰和抗辐射电路的设计是确保电子设备在各种电磁环境下能够稳定运行的重要因素。
本文将讨论电路电磁兼容性设计中如何设计抗干扰和抗辐射电路。
一、抗干扰电路设计抗干扰电路设计是为了减少电子设备对外界电磁噪声的敏感度，防止其发生故障或误操作。
以下是几种常见的抗干扰电路设计方法：1. 电源线滤波器：通过在电源输入端添加滤波电路，能够滤除掉电源线上的高频噪声，减小对电子设备的影响。
2. 地线设计：良好的接地设计可以有效地抑制干扰信号的传播，例如通过增加接地电感和接地电容，形成低阻抗的接地路径。
3. 屏蔽设计：在电路板的设计中，使用屏蔽罩或金属层来遮蔽电子设备内部的干扰源，从而降低对周围环境的干扰。
4. 布线设计：合理的布线可以减少信号间的串扰，例如将高频信号线和低频信号线分开布置，避免相互干扰。
5. 过压保护设计：在电路中添加适当的过压保护电路，可以避免由于外界电磁干扰引起的过压情况，保护电子设备的正常工作。
二、抗辐射电路设计抗辐射电路设计是为了减少电子设备对外界电磁辐射的敏感度，防止其自身辐射对其他设备和系统造成干扰。
以下是几种常见的抗辐射电路设计方法：1. 圆孔规则：根据电磁波波长和孔洞尺寸之间的关系，设计合理大小的圆孔，使其具有较好的屏蔽性能。
2. 接地设计：良好的接地设计可以有效地将电磁辐射信号导入地面，减小辐射功率。
3. 电磁辐射滤波器：通过添加辐射滤波器，限制高频电流在电路中的传播，减少辐射发射。
4. 屏蔽设计：在电路板设计中增加屏蔽层或屏蔽导线，使电磁辐射局限在设备内部，减少对外界的辐射。
5. 地面平面分割：通过将地面平面划分为小的分区，降低不同分区之间电荷的流动速度，减小辐射功率。
三、电路模拟与仿真为了更好地评估电路的电磁兼容性性能，可以使用电磁仿真软件对电路进行模拟和仿真。
防电磁干扰的措施
防电磁干扰的措施引言在当今高科技发达的社会中，电子产品的普及已经无处不在。
然而，随之而来的电磁干扰问题也成为了一个严重的难题。
电磁干扰可以对电子设备的正常运行产生很大的影响，甚至导致设备故障。
因此，我们有必要采取一些措施来防止电磁干扰的发生。
本文将介绍一些常见的防电磁干扰的措施。
措施一：良好的电磁屏蔽电磁屏蔽是一种有效防止电磁干扰的手段，通过使用屏蔽材料来隔离电磁场的影响。
以下是一些常见的电磁屏蔽材料：•金属护罩：对于较小的设备，可以使用金属护罩来屏蔽电磁信号。
金属护罩可以将电磁信号导引到地面，从而防止其对设备的干扰。
•电磁屏蔽涂料：电磁屏蔽涂料可以在设备表面形成一层保护膜，阻止电磁信号的进入。
这种涂料通常使用铜或铝粉末作为主要成分。
•镀金屏蔽：将设备的外部表面镀上一层金属，可以有效地屏蔽电磁信号。
金属的良好导电性可以阻止电磁信号的进入。
良好的电磁屏蔽可以大大减少电磁干扰的发生，提高设备的可靠性和稳定性。
措施二：地线连接地线连接是防止电磁干扰的另一种重要手段。
良好的地线连接可以将电磁信号导引到地面，从而减少信号对设备的干扰。
以下是一些地线连接的重要注意事项：•地线长度：地线应尽可能短，以减少电流在地线上的阻抗。
长的地线会增加电流在地线上的损耗，降低地线的效果。
•地线材料：地线通常使用导电性能良好的材料，如铜或铝。
这些材料具有低电阻和良好的导电性能，有助于提高地线的效果。
•地线接地：地线应连接到地面的可靠的接地点。
接地点应选择在地下水位以下，以确保地线能够有效地导引电磁信号到地面。
良好的地线连接可以有效地减少电磁干扰的产生，提高设备的抗干扰能力。
措施三：滤波器的使用滤波器是另一种有效防止电磁干扰的措施。
它通过滤除电源线上的高频干扰信号，提供稳定的供电环境，从而减少电磁干扰的发生。
以下是一些常见的滤波器类型：•EMI滤波器：EMI滤波器主要用于滤除电磁干扰信号。
它可以安装在电源线入口处，提供良好的抗干扰能力。
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电路2
地电流2
~
改进1
改进2
~
电磁兼容-地线干扰与接地技术
单点接地对噪声的抑制
RS
RC1
RL
VS
RC2
VG
RG
RS
RC1
RL
VS
RC2 ZSG
RG
VG
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
接地方式种类
信号接地方式
单点接地
多点接地
串联单点接地
并联单点接地
混合接地
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
抗磁场干扰的电缆接地方式
VS
VS
VS
只有两端接地的屏蔽层才能 屏蔽磁场
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
双绞线对磁场干扰的抑制
～
～
理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因
此电缆上的回路面积为0，整个回路面积仅有两端的部分
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
抑制磁场干扰的试验数据
0.37I
深度
r
= 1 / ( f r r)1/2
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
导线的阻抗
频率 Hz
10Hz 1k
100k 1M 5M 10M 50M 100M 150M
d = 0.65cm d = 0.27cm d = 0.06cm 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m
100
(A)
100
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
金属条与导线的阻抗比较
金属条阻抗/导线阻抗 0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
S/W
地线问题－地环路
I1 VN
I2
IG
地环路
杨继深 2000
VG
RL
VG
C1
C2
蔽屏
1
杨继深 2000
VG
2
电磁兼容-地线干扰与接地技术
VN
点屏 ！蔽
层 只 能 接 2
光隔离器
发送
VS
光耦器件
Cp
接收 RL
VG
发送
VS
接收 RL
杨继深 2000
VG
电磁兼容-地线干扰与接地技术
共模扼流圈的作用
L
R1
Vs
IN1
M
IS
RL VS + VN
VN / VG
电磁兼容-地线干扰与接地技术
放大器屏蔽壳的接地
C1S
C3S
C1S
C3S
C2S
C2S
等效电路
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
屏蔽电缆的接地
E
~
H
V
~
0v
电场屏蔽
~
磁场屏蔽
杨继深 2000
~
电磁兼容-地线干扰与接地技术
高频低磁 波屏蔽
电场屏蔽的电缆接地
电缆接敏感电路的信号地，目的是 将屏蔽层的电位保持在地电位。
电磁兼容-地线干扰与接地技术
多点接地
电路1
电路2
电路3
R1
R2
R3
L1
L2
L3
镀银（减小表面电阻）
地线阻抗一定保持很小，
良好搭接（减小地线阻抗）
避免公共阻抗耦合
宽金属板（减小电感）
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
混合接地
地电流
安全接地
地环路电流
Rs ~ Vs
Rs ~ Vs
安全接地
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
地线引发干扰问题的原因
V=IR
地线电压
地线是等电 位的假设不
成立
电流走最小 阻抗路径
我们并不知道 地电流的确切
路径
地电流失 去控制
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
导线的阻抗
趋肤效应
Z = RAC + jL
电流 I
L 1H/m
RAC= 0.076r f1/2 RDC
21.3 356 27 414 35.7 500
4 2 .6
54
7 1 .4
6 3 .9
81
107
d= 0.04cm 10cm 1m
13.3m 133m
14m 144m
90.3m 1.07
783m 10.6
3.86 53
7 .7
106
38.5 530
77
115
作高 用频 减时 小，
导 线 的 直 径
数字逻辑控制电路 继电器驱动电路
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
线路板上的地线
噪声
模拟 数字
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
长地线的阻抗
设备 Z0 = (L/C)1/2
LR C
LR C
ZP = (L)2/R
RDC
杨继深 2000
并联谐振
RAC 串联谐振
FP1 = 1/2(LC)1/2
干扰频率较低
干扰频率较高
单点接地（否则出问题） （在哪里接地？）
多点接地 （间隔/20接地）
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
电缆多点接地带来的问题
~ VOUT
IS
VIN
~ VOUT
M LS
杨继深 2000
RS IS
电磁兼容-地线干扰与接地技术
VIN = VOUT+ ISRS
噪声
电缆屏蔽层接地位置
51.4 517 327 3.28m 5.29m 52.9m
429 7.14 632 8.91m 5.34m 53.9m m
42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0
426m 7.12 540m 8.28 714m 10
2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50
4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100
~
屏蔽双绞线
~
屏蔽同轴线
~
屏蔽双绞线
~
屏蔽同轴线
~
屏蔽双绞线
杨继深 2000
~
屏蔽同轴线
电磁兼容-地线干扰与接地技术
低频磁场对电缆的干扰
感应电压
VN
磁通
回路面积A
VN ＝ ( d / dt ) = A ( dB / dt )
当面积一定时
减小面积可以减小噪声
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
第二章 地线干扰与接地技术
为什么要地线 地环路问题与解决方法 公共阻抗耦合问题与解决方法 各种接地方法 电缆屏蔽层的接地
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
安全地
220V
0V
+++++
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
信号地
定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径
杨继深 2000
RL/（RS + RL）
IN2
R1
VG
= R1 / L
杨继深 2000
f
电磁兼容-地线干扰与接地技术
平衡电路对地环路干扰的抑制
RS1 VS1 VS2
RS2
IN1 VG
IN2
RL1
IS
VL
RL2
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
地线问题－公共阻抗耦合
电路1
地电流1 公共地阻抗
~
V
杨继深 2000
单点接地
1
2
3
1
I1
I2
I3
A
I2
A R2 B R3 C
I1
R1
2
3
B C
I3
串联单点接地 优点：简单 缺点：公共阻抗耦合
并联单点接地 优点：无公共阻抗耦合 缺点：接地线过多
杨继深 2000
电磁兼容-地线干扰与接地技术
串联单点、并联单点混合接地
模拟电路1
模拟电路2
模拟电路3
数字信息处理电路 马达驱动电路