电路中的各种地
电路中常见的故障

电路中常见的故障常见的电路故障及解决方法电路是现代生活中不可或缺的一部分,它们存在于我们的家庭、工作场所和各种设备中。
然而,由于各种原因,电路可能会出现故障,导致设备无法正常工作。
下面将介绍几种常见的电路故障及其解决方法,帮助我们更好地理解和维护电路。
1. 电线断裂电线断裂是电路中最常见的故障之一。
当电线断裂时,电流无法顺利通过,导致设备无法工作。
通常,电线断裂是由于长时间使用或不正确安装而引起的。
要解决这个问题,首先需要检查电线是否有明显的断裂或损坏。
如果没有,可以使用电线测试仪来检测电线是否通电。
如果电线断裂,就需要更换损坏的电线。
2. 保险丝烧断保险丝是用来保护电路的重要组成部分。
当电路中的电流超过保险丝的额定值时,保险丝会烧断,起到断开电路的作用。
保险丝烧断的原因可能是由于电流过大或电路中的其他故障引起的。
解决这个问题的方法是首先检查保险丝是否烧断,如果是,就需要更换一个新的保险丝,并检查电路中是否存在其他故障。
3. 过载过载是指电路中的负载超过了电源的额定负载能力。
当电路过载时,电源可能会过热,导致电源损坏或设备无法正常工作。
要解决这个问题,可以通过使用更高功率的电源或减少电路负载来避免过载。
此外,还可以使用过载保护装置来及时断开电路,以防止电源过热。
4. 短路短路是指电路中的两个电极之间存在低电阻路径,导致电流绕过负载直接流向地。
短路通常是由于电线的绝缘破损或元件之间的接触不良引起的。
短路可能会导致电源过热、电线烧毁甚至火灾等严重后果。
解决短路问题的方法是首先断开电源,然后检查电路中是否存在短路。
如果发现短路,应修复或更换破损的电线或元件。
5. 电压不稳定电压不稳定是指电路中的电压波动较大,无法保持恒定。
电压不稳定可能是由于电源的问题、电线的损坏或其他设备的干扰引起的。
要解决电压不稳定的问题,可以使用稳压器来稳定电压,或者检查电源和电线是否正常工作。
以上是几种常见的电路故障及其解决方法。
PCB板设计中的接地方法与技巧

PCB板设计中的接地方法与技巧在电子设备设计中,印制电路板(PCB)的地位至关重要。
PCB板的设计需要考虑诸多因素,其中之一就是接地问题。
良好的接地方式可以有效地提高设备的稳定性、安全性以及可靠性。
本文将详细介绍PCB板设计中的接地方法与技巧。
让我们了解一下PCB板设计的基本概念。
PCB板设计是指将电子元件按照一定的规则和要求放置在板子上,并通过导线将它们连接起来的过程。
接地是其中的一个重要环节,它是指将电路的地线连接到PCB 板上的公共参考点,以实现电路的稳定工作和安全防护。
在PCB板设计中,接地的主要作用是提高电路的稳定性,同时还可以防止电磁干扰和雷电等外界因素对电路的影响。
通过将电路的地线连接到PCB板的公共参考点,可以减少电路之间的噪声和干扰,提高设备的性能和可靠性。
接地方式的选择取决于PCB板的设计和实际需求。
以下是一些常见的接地方式及其具体方法:直接接地:将电路的地线直接连接到PCB板上的参考点或金属外壳。
这种接地方式适用于对稳定性要求较高的电路,但需要注意避免地线过长导致阻抗过大。
间接接地:通过电容、电感等元件实现电路与地线的连接。
这种接地方式可以有效抑制电磁干扰,提高设备的抗干扰能力。
混合接地:结合直接接地和间接接地的方式,根据实际需求在不同位置选择不同的接地方式。
这种接地方式可以满足多种电路的接地需求,提高设备的灵活性和可靠性。
多层板接地:在多层PCB板中,将其中一层作为地线层,将电路的地线连接到该层上。
这种接地方式适用于高密度、高复杂度的PCB板设计,可以提供良好的电磁屏蔽效果。
挠性印制电路板接地:对于挠性印制电路板,可以使用金属箔或导电胶带实现电路与地线的连接。
这种接地方式适用于需要弯曲或伸缩的电路,可以提供良好的可塑性和稳定性。
确保接地连续且稳定:接地线的连接必须牢靠、稳固,确保在设备运行过程中不会出现松动或脱落现象。
同时,要确保地线阻抗最小,以提高电路的稳定性。
避免地线过长导致阻抗过大:地线的长度应尽可能短,以减少阻抗。
接地的作用及分类

接地的作用及分类来源:中国绿色数据中心摘要:所谓接地,就是把设备的某一部分通过接地装置同大地紧密连接在一起。
到目前为止,接地仍然是应用最广泛的并且无法用其他方法替代的电气安全措施之一。
所谓接地,就是把设备的某一部分通过接地装置同大地紧密连接在一起。
到目前为止,接地仍然是应用最广泛的并且无法用其他方法替代的电气安全措施之一。
不管是电气设备还是电子设备,不管是生产用设备还是生活用设备,不管是直流设备还是交流设备,不管是固定式设备还是移动式设备,不管是高压设备还是低压设备,也不管是发电厂还是用电户,都采用不同方式、不同用途的接地措施来保障设备的正常运行或是它们的安全。
一、接地的作用接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。
1.防止人身遭受电击将电气设备在正常运行时不带电的金属导体部分与接地极之间作良好的金属连接,以保护人体的安全,防止人身遭受电击。
当电气设备某处的绝缘体损坏后外壳就会带电,由于电源中性点接地,即使设备不接地,因线路与大地间存在电容,此时人体接触到设备外壳时也会有电流流经人体;或者线路上某处绝缘不好,如果人体触及此绝缘损坏的电气设备外壳时,电流就会经人体而成通路,从而使人体遭受电击伤害。
有接地装置的电气设备,当绝缘损坏、外壳带电时,接地电流将同时沿着接地极和人体两条通路流过,此时,人体与接地极是并联的关系,流过每一条通路的电流值将与其电阻的大小成反比,接地极电阻越小,流经人体的电流也就越小。
通常人体的电阻比接地极电阻大数百倍,所以流经人体的电流献出流经接地极的电流小数百倍。
当接地电阻极小时,流经人体的电流几乎等于零,相当于接地极将人体短接,因此,人体就能避免触电的危险。
所以,不论施工还是运行,在一年中的所有季节,均应保证接地电阻不大于设计或规范中所规定的接地电阻值,以免发生电击伤害。
2.保障电气系统正常运行电力系统接地一般为中性点接地,中性点的接地电阻很小,因此中性点与地间的电位差接近于零。
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。
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。
GNDVDD: 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。
接地设计规范和指南

目录第一章概述 (1)1.1 “地”的定义 (3)1.2 “接地”的分类及目的 (4)1.2.1 接“系统基准地” (4)1.2.2 接“静电防护与屏蔽地” (4)1.2.3 接“大地” (4)1.3 接地设计的基本原则 (4)1.4 各种地相连的六种情况 (5)1.5 静电防护与屏蔽地 (5)1.5.1功能单板静电防护与屏蔽地的设计 (5)1.5.2后背板静电防护与屏蔽地的设计 (6)第二章设备的接地设计 (7)2.1 立式大机架设备的接地设计 (7)2.1.1 多层机框的接地 (7)2.1.2 设备接大地 (7)2.2 台式设备的接地设计 (8)2.3 射频设备的接地设计 (10)2.3.1 接地要求 (10)2.3.2 射频设备的接地设计 (10)2.3.3 射频设备天馈系统的接地设计 (10)2.4 监控设备的接地设计 (10)2.4.1 监控设备的特殊性及其接地要求 (10)2.4.2 模拟量输入电路 (11)2.4.3 开关量输入电路 (12)2.4.4 开关量输出电路 (12)2.4.5 视(音)频模拟电路 (13)2.4.6 监控设备接大地 (13)2.5 浮地设备的接地设计 (13)2.5.1 浮地的基本概念 (13)2.5.2 浮地设备的特殊问题 (14)2.5.3 浮地设备的接地设计 (14)2.5.4设计案例 (15)2.5.4.1 问题描述和原因分析 (15)2.5.4.2 设计改进和实验结果 (15)第三章PCB的接地设计 (16)3.1 共模干扰、信号串扰和辐射 (16)3.1.1 共模干扰 (16)3.1.2 串扰 (16)3.1.3 辐射与干扰 (17)3.2 PCB接地设计原则 (17)3.2.1 确定高di/dt电路 (17)3.2.2 确定敏感电路 (17)3.2.3 最小化地电感和信号回路 (18)3.2.4 地层分割和地层不分割的合理应用 (18)3.2.5 接口地保持“干净”,使噪声无法通过耦合出入系统 (18)3.2.6 电路合理分区,控制不同模块之间的共模电流 (18)3.2.7贯彻系统的接地方案 (18)3.3 双面板的接地设计 (18)3.3.1 梳形电源、地结构 (18)3.3.2 栅格形地结构 (19)3.4 多层板的接地设计 (20)3.4.1 多层板的好处 (20)3.4.2 信号回路 (20)3.4.2.1 信号回流路径 (20)3.4.2.2 回流分布 (20)3.4.2.3 信号回路的构成 (21)3.4.3 参考平面被分割的影响 (22)3.4.3.1 参考平面分割或开槽 (22)3.4.3.2 时钟信号走在地平面上 (22)3.4.3.3 参考平面上通孔的隔离盘尺寸过大 (22)3.4.4 参考平面的设计 (23)3.4.4.1 数字电路与模拟电路之间没有信号联系 (24)3.4.4.2 数字电路与模拟电路之间联系的信号线较少且集中 (24)3.4.4.3 数字电路与模拟电路之间联系的信号线较多且难以集中在一块 (26)3.4.5 后背板的接地设计 (27)3.4.6 PCB的叠层设计 (27)3.4.6.1 PCB的叠层设计的原则 (27)3.4.6.2 PCB的叠层设计举例 (28)3.4.7 地平面的处理 (29)3.5 有金属外壳接插件的印制板的接地设计 (31)3.6 PCB的布局设计 (31)3.6.1 混合电路的分区 (31)3.6.2 数字电路的分区 (32)3.6.3 高频高速电路和敏感电路的布局 (32)3.6.4 保护器件的布局 (32)3.6.5 去耦电容的放置 (32)3.6.6 与后背板相连的插座上地线插针的设计 (33)3.7 PCB的布线设计 (33)3.7.1 3W原则 (33)3.7.2 保护线 (34)3.7.3 高频高速信号走线 (34)3.7.4 敏感信号信号走线 (34)3.7.5 I/O信号走线 (34)3.7.6 金属壳体的高频高速器件 (34)3.8 设计案例 (35)3.8.1 问题描述 (35)3.8.2 原因分析 (35)3.8.3 改进措施 (35)3.8.4 试验结果 (35)第四章元器件的接地设计 (36)4.1 机壳上的元器件的接地设计 (36)4.2 功能单板上元器件的接地设计 (37)4.3 后背板上元器件的接地设计 (37)4.4 金属部件和解插件的接地设计 (37)第五章线缆的接地设计 (38)5.1 信号电缆的类型 (38)5.1.1 双绞线 (38)5.1.2 同轴电缆 (38)5.1.3 带状电缆 (38)5.2 信号电缆线的接地设计 (38)5.2.1 屏蔽双绞线的接地 (38)5.2.2 同轴电缆的接地 (38)5.2.3 带状电缆的接地 (39)第六章搭接 (39)6.1 搭接及其目的 (39)6.2 搭接的方式与方法 (39)6.2.1 搭接的方式 (39)6.2.2 搭接的方法 (40)6.2.2.1 直接搭接的方法 (40)6.2.2.2 间接搭接的方法 (40)6.3 搭接的要求和处理 (40)第一章概述1.1 “地”的定义大地——地球工作地——信号回路的电位基准点(直流电源的负极或零伏点),在单板上可分为数字地GNDD与模拟地GNDA。
零线火线地线各个电压关系

零线火线地线各个电压关系
在电路中,零线、火线和地线是必不可少的三个线路。
它们分别承担着电路中不同的角色,其中零线是许多家庭用电器的必需线路。
在这三个线路中,它们的电压关系是怎样的呢?
首先,我们来看零线。
在电路中,零线的电压通常是0V。
这是因为零线的作用是为电路提供回路,它是电路的一个参考点。
在电器工作时,它会将电器的电流流回电源,使电器能够正常工作。
火线则是承担了传送电流的任务。
在电路中,火线的电压通常是220V或110V,它取决于不同的电源电压。
火线的电压一般用来驱动电器中的各种元件,如灯泡、电机等。
当电器工作时,火线会将电流传输到电器中,从而使电器正常工作。
地线的电压通常也是0V。
它的作用是为电器提供安全保障,当电器遇到漏电等情况时,地线能够将电流流回地面,从而保护人身安全。
综上所述,零线、火线和地线三者的电压关系是不同的。
零线的电压一般是0V,火线的电压一般是220V或110V,而地线的电压也是0V。
了解它们的电压关系可以帮助我们更好地理解电路的工作原理,也能更好地保护我们的人身安全。
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地线的定义与符号汇总

地线的定义与符号汇总地线的定义与符号汇总2011年09月23日电源地主要是针对电源回路电流所走的路径而言的,一般来说电源地流过的电流较大,而信号地主要是针对两块芯片或者模块之间的通信信号的回流所流过的路径,一般来说信号地流过的电流很小,其实两者都是GND,之所以分开来说,是想让大家明白在布PCB板时要清楚地了解电源及信号回流各自所流过的路径,然后在布板时考虑如何避免电源及信号共用回流路径,如果共用的话,有可能会导致电源地上大的电流会在信号地上产生一个电压差(可以解释为:导线是有阻抗的,只是很小的阻值,但如果所流过的电流较大时,也会在此导线上产生电位差,这也叫共阻抗干扰),使信号地的真实电位高于0V,如果信号地的电位较大时,有可能会使信号本来是高电平的,但却误判为低电平。
当然电源地本来就很不干净,这样做也避免由于干扰使信号误判。
所以将两者地在布线时稍微注意一下,就可以。
一般来说即使在一起也不会产生大的问题,因为数字电路的门限较高。
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。
关于接地:数字地、模拟地、信号地、交流地、直流地、屏蔽地、浮地

3、在场效应管(或 COMS 器件)中,VDD 为漏极,VSS 为源极,VDD 和 VSS 指的是元件引脚,而不表示供电电压。
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)
它是绿色
安全地线或接到大地的意思。一个比较通用的定义是“接地是电流返回其源 的低阻抗通道”。注意要求是”低阻抗”和“通路”。
Q3:常见ND,FG-保护地或机壳;BGND 或 DC-RETURN-直流-48V(+24V)电源(电 池)回流;GND-工作地;DGND-数字地;
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几种接地符号
第 1 个我用做电源正或数字电路 VCC,不用作地. 第 2 个我用作数字地或数字模拟公共地. 第 3 个用作模拟地. 第 4 个当然是机箱外壳或外壳接大地了.
Q8:单板的接口器件如何接地?
Answer:有些单板会有对外的输入输出接口,比如串口连接器,网口 RJ45 连接器等等,如果对它们的接地设计得不好也会影响到正常工作,例如网口互连
有误码,丢包等,并且会成为对外的电磁干扰源,把板内的噪声向外发送。 一般来说会单独分割出一块独立的接口地,与信号地的连接采用细的走线连接,
(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
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转载日志——电路中的地转至电子发烧友
一、地的分类
工程师在设计电路时,为防止各种电路在电路正常工作中产生互相干扰,使之能相互兼容地有效工作。
根据电路的性质,将电路中“零电位”———“地”分为不同的种类,比如按交直流分为直流地、交流地,按参考信号分为数字地(逻辑地)、模拟地,按功率分为信号地、功率地、电源地等,按与大地的连接方式分为系统地、机壳地(屏蔽地)、浮地。
不同的接地方式在电路中应用、设计和考虑也不相同,应根据具体电路分别进行设置。
1、信号地
信号地(SG)是各种物理量的传感器和信号源零电位以及电路中信号的公共基准地线(相对零电位)。
此处信号一般指模拟信号或者能量较弱的数字信号,易受电源波动或者外界因素的干扰,导致信号的信噪比(SNR)下降。
特别是模拟信号,信号地的漂移,会导致信噪比下降;信号的测量值产生误差或者错误,可能导致系统设计的失败。
因此对信号地的要求较高,也需要在系统中特殊处理,避免和大功率的电源地、数字地以及易产生干扰地线直接连接。
尤其是微小信号的测量,信号地通常需要采取隔离技术。
2、模拟地
模拟地(AG)是系统中模拟电路零电位的公共基准地线。
由于模拟电路既承担小信号的处理,又承担大信号的功率处理;既有低频的处理,又有高频处理;模拟量从能量、频率、时间等都很大的差别,因此模拟电路既易接受干扰,又可能产生干扰。
所以对模拟地的接地点选择和接地线的敷设更要充分考虑。
减小地线的导线电阻,将电路中的模拟和数字部分开,在PCB布线的时候,模拟地和数字地应尽量分开,最后通过电感滤波和隔离,汇接到一起。
如图1所示。
模拟地和数字地
3、数字地
数字地(DG)是系统中数字电路零电位的公共基准地线。
由于数字电路工作在脉冲状态,特别是脉冲的前后沿较陡或频率较高时,会在电源系统中产生比较大的毛刺,易对模拟电路产生干扰。
所以对数字地的接地点选择和接地线的敷设也要充分考虑。
尽量将电路中的模拟和数字部分分开,在PCB布线的时候,模拟地和数字地应尽量分开,最后通过电感,汇接到一起。
4、悬浮地
悬浮地(FG)是系统中部分电路的地与整个系统的地不直接连接,而是通过变压器耦合或者直接不连接,处于悬浮状态。
该部分电路的电平是相对于自己“地”的电位。
常用在小信号的提取系统或者强电和弱点混合系统中。
其优点是该电路不受系统中电气和干扰的影响;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对模拟电路的感应干扰。
由于该电路的地与系统地没有连接,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c 因此,悬浮地的效果不仅取决于悬浮地绝缘电阻的大小,而且取决于悬浮地寄生电容的大小和信号的频率。
在图2所示的VDD-SGND的电源供电系统中,所有工作点相对的地都是SGND,但是SGND和DGND之间是电平处于悬浮状态,VDD-SGND的电源供电的系统与整个系统的连接完全通过变压器耦合,在这里设计的时候需要注意信号的连接方式。
悬浮地变压器耦合
5、电源地
电源地是系统电源零电位的公共基准地线。
由于电源往往同时供电给系统中的各个单元,而各个单元要求的供电性质和参数可能有很大差别,因此既要保证电源稳定可靠的工作,又要保证其他单元稳定可靠地工作。
同时,电源系统功耗比大,在单层板或者双层板中地线的线宽必须加粗。
若在多层板中,则应以一层或者多层作为系统的地平面。
6、功率地
功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地线。
由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高,所以功率地线上的干扰较大,因此功率地必须与其他弱电地分别设置、分别布线,以保证整个系统稳定可靠地工作。
二、接地方式
在低频电路中,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1MHz~10MHz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。
工作接地按工作频率而采用如图3所示几种接地方式。
信号接地方式
(一)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方式又分为串联和并联两种(如图4所示)。
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。
串联接地和并联接地
为防止工频和其他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)。
(二)多点接地
工作频率高(>10MHz)的采用多点接地式(如图4-5所示)。
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。
此处电路板最好设计为多层电路(4层以上),提供一层作为地平面。
多点接地
(三)混合接地
工作频率介于1MHz~10MHz, 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。
根据系统的需求和电路的需要进行合理的安排。
(四)悬浮接地
悬浮接地是系统的地与大地不直接连接,而是通过变压器耦合或者直接不连接,处于悬浮状态。
悬浮接地应注意以下几点:
(1)尽量提高浮地系统的对地绝缘电阻,从而有利于降低进入浮地系统中的共模干扰电流,保证系统的可靠性。
(2)注意浮地系统对地存在的较大寄生电容,高频干扰信号通过寄生电容仍然可能耦合到浮地系统之中,在设计时一定要注意。
(3)悬浮接地技术必须与屏蔽、隔离等电磁兼容性技术相互结合应用,才能收到更好的预期效果。
(4)采用浮地技术时,系统容易积累静电,当静电积累到一定应程度后,可以对人和设备产生很多的损害,所以要注意静电和电压反击对设备和人身的危害。
三、接地电阻
(一)对接地电阻的要求
对电路系统而言,接地电阻越小越好,因为当有电流流过接地电阻时,其上将产生电压。
该电压除产生共地阻抗的电磁干扰外,还会使设备受到反击过电压的影响,并使人员受到电击伤害的威胁,同时还带来系统的工作的不稳定性和发热。
为了保护系统的正常工作,我们在设备接地时对接地电阻提出要求,一般要求接地电阻小于4Ω;对于移动设备,接地电阻可小于10Ω。
系统接地的等效电路如图4-6所示。
系统接地不好,还会带来寄生电感和寄生电容,这些可以导致地平面发生振荡。
接地电阻的影响
(二)降低接地电阻的方法
接地电阻由接地线电阻、接触电阻和地电阻三部分组成。
为此,降低接地电阻的方法有以下三种:
1、降低接地线电阻
降低接地线电阻的方法有增大导线的宽度,或者采用多层板,给出一层或者多层电源层,降低导线的内阻。
信号层可以对采用覆铜的方式。
覆铜的类型有:(1)整板(全部)覆铜;
(2)局部(部分)覆铜;
(3)分区覆铜(用于地种类复杂,而且地线有不同的分区,比如模数混合电路);
(4)分网络覆铜(系统的特许需要,对某个或者几个特定的网络覆铜)。
2、降低接触电阻
降低接触电阻,为此要将接地线与接地螺栓、接地极牢靠地连接,同时要考虑系统接地极和土壤之间的接触面积与紧密度。
增加地极和土壤之间的接触面积与紧密度,可以减小接触电阻。
有的设备为了降低接触点之间的电阻,在接触点采用导电性能良好的材料;为了防止金属被氧化而增加接触电阻,必要时可以在接触点镀银或者镀金来保持良好的接触效果,减小接触电阻。
3、降低地电阻
降低地电阻,有些特殊系统,必须增加接地极的表面积和增加土壤的导电率(如在土壤中注入盐水)。
则系统的垂直接地极接地电阻R为:
接地电阻计算公式
例如,黄土ρ取200Ω.m,L为2cm,d为0.05,则垂直接地极接地电阻R为80.67Ω。
如在土壤中注入盐水,使ρ=20Ω.m时,则接地极接地电阻R为8.067Ω。
从上面的比较中,可以清楚地看出,接地电阻随着大地电阻率降低而减少。
在一些特许系统中,对接地电阻和地电阻要求比较严格时,降低大地的电阻率,增加大地的导电性能是一个很好的办法。