電磁兼容的三大抑制技術(shù)_接地.

1、接地接地 屏蔽屏蔽 濾波濾波并稱為電磁兼容的三大抑制技術(shù)并稱為電磁兼容的三大抑制技術(shù)接地技術(shù)接地技術(shù)一 接地技術(shù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)1 與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不同,電磁兼容性設(shè)計(jì)的手段 方法和指標(biāo)要求并不具有明確的數(shù)值關(guān)系.有時(shí)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)比理論分析更具有價(jià)值.2 具有效果突出 經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn).3 看似容易但又難以掌握的一種抑制干擾的方法.二 基本概念 按接地的作用分為保護(hù)性接地和功能性接地兩類按接地的作用分為保護(hù)性接地和功能性接地兩類。地線為電流回流提供一條低阻抗路徑和為電路或系統(tǒng)提供等電位參考點(diǎn)或面。1 保護(hù)性接地又分為：保護(hù)性接地又分為： 1）防電擊接地：）防電擊接地：防止電器設(shè)備絕緣損壞導(dǎo)致?lián)舸┗蚵╇?，為故

2、障電流進(jìn)入大地提供一個(gè)低阻抗通道。 2）防雷接地：）防雷接地：為雷擊電流提供泄放通道. 3）防靜電接地：防靜電接地：防止由于靜電積累對(duì)人體和設(shè)備造成危害，為靜電電荷提供泄漏通道及時(shí)將靜電引入大地。2 功能性接地又分為：功能性接地又分為：1）懸浮地：）懸浮地： 懸浮地是指設(shè)備的地線系統(tǒng)與殼體構(gòu)件的接大地系統(tǒng)在電氣上相互絕緣，以防止殼體構(gòu)件中的電磁干擾傳導(dǎo)到設(shè)備中去。 但懸浮地的設(shè)備容易出現(xiàn)靜電積累，當(dāng)積累到一定程度會(huì)發(fā)生靜電放電，特別是處在雷電的環(huán)境中。當(dāng)電網(wǎng)相線一旦與殼體短路也會(huì)引起觸電危險(xiǎn)。為了消除靜電放電,絕緣電阻應(yīng)控制在100k100M 范圍內(nèi)。所以懸浮地方式不宜用于通信系統(tǒng)。2）單點(diǎn)接

3、地：）單點(diǎn)接地：把整個(gè)系統(tǒng)中某一結(jié)構(gòu)點(diǎn)作為接地基準(zhǔn)點(diǎn)，系統(tǒng)中所有各單元的信號(hào)地都連接到這一點(diǎn)上。其中又分并聯(lián)單點(diǎn)接地和串聯(lián)單點(diǎn)接地。見圖123串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：有公共阻抗耦合缺點(diǎn)：有公共阻抗耦合并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地優(yōu)點(diǎn)：無公共阻抗耦合優(yōu)點(diǎn)：無公共阻抗耦合缺點(diǎn)：接地線過長(zhǎng)高頻能差缺點(diǎn)：接地線過長(zhǎng)高頻能差I(lǐng)3I1I2I3ABC串、并聯(lián)單點(diǎn)接地串、并聯(lián)單點(diǎn)接地a）串聯(lián)單點(diǎn)接地因各單元共用一條接地基準(zhǔn)線，易引起公共地阻抗耦合。為了減小公共地阻抗耦合，多級(jí)電路低電平輸入級(jí)的接地點(diǎn)應(yīng)最接近參考地，若把參考地移到高電平端，會(huì)造成輸入級(jí)接地點(diǎn)對(duì)參考地的電位差最大，是極不穩(wěn)定

4、的。b）并聯(lián)單點(diǎn)接地在低頻時(shí)能有效避免各單元之間的地阻抗干擾，高頻時(shí)相鄰地線之間的電感和電容耦合增強(qiáng),造成各單元之間的相互干擾。 所以并聯(lián)單點(diǎn)接地適用于頻率30MHz的頻率上。4)混合接地混合接地 為了抑制地線耦合，工程應(yīng)用時(shí)根據(jù)不同接地的特點(diǎn)常常采用混合接地方式，即采用串聯(lián)和并聯(lián)單點(diǎn)接地的混合接地和單點(diǎn)和多點(diǎn)接地的混合接地。 三應(yīng)用舉例1)串、并聯(lián)單點(diǎn)接地混合使用方法是采用編組方法即根據(jù)設(shè)采用編組方法即根據(jù)設(shè)備的功率和運(yùn)行電平進(jìn)行編組。備的功率和運(yùn)行電平進(jìn)行編組。把低功率和敏感設(shè)備編為一阻；一般設(shè)備編為一組；高功率及干擾大的設(shè)備編為一組。各組內(nèi)采串聯(lián)單點(diǎn)接地，各組間采用并聯(lián)單點(diǎn)接地。2)電子

5、設(shè)備的混合接地,把設(shè)備的地線分成電源地與信號(hào)地。設(shè)備中各部分電源地線都接到電源總地線上而信號(hào)總地線匯集到公共參考地。a)a)電源地電源地 電源為許多電路所公用，除能在負(fù)載電流變化時(shí),為所有負(fù)載提供恒定電源電壓外，不允許成為這些電路相互耦合的通道，避免地電位的波動(dòng)對(duì)這些電路造成影響. 為了減少電源線對(duì)負(fù)載產(chǎn)生的騷擾,電源線的一端必須良好接地.具有交流和直流系統(tǒng)的產(chǎn)品,應(yīng)分別建立交流,直流接地通路,并在接地平面上相互隔離以減少地線間的耦合.直流供電系統(tǒng),應(yīng)使正極接地,以防止帶電導(dǎo)線受到電化學(xué)腐蝕. b)信號(hào)地信號(hào)地 由于電源地線上兩點(diǎn)間的電壓有幾毫伏幾伏的范圍,對(duì)信號(hào)電平來講是非常嚴(yán)重的騷擾.因此

6、電源地線不能用作信號(hào)地線。信號(hào)線應(yīng)有自己的地線。 c)c)屏蔽地屏蔽地 不能將屏蔽體本身作為回流導(dǎo)體,屏蔽體應(yīng)單點(diǎn)和接地平面相連。屏蔽電纜長(zhǎng)度 1/6時(shí),為低頻電纜,對(duì)低頻電場(chǎng),屏蔽要求在接收端單點(diǎn)接地;對(duì)低頻磁場(chǎng),屏蔽要求在兩端接地。屏蔽電纜長(zhǎng)度1/6時(shí),為高頻電纜, 要求多點(diǎn)接地, 除兩端接地外,并以1/6或1/10 的間隔接地. 電纜屏蔽層應(yīng)與屏蔽體之間構(gòu)成3600端接,成為屏蔽體的延伸端。 電纜的電場(chǎng)屏蔽電纜的電場(chǎng)屏蔽 低頻電場(chǎng)屏蔽 高頻電場(chǎng)屏蔽電纜的磁場(chǎng)屏蔽電纜的磁場(chǎng)屏蔽+內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)體屏蔽層屏蔽層I1IsIGIsIsI1電纜屏蔽層與屏蔽體之間的正確端接電纜屏蔽層與屏蔽體之間的正確端接

7、 不正確的豬尾巴端接 正確的3600端接 豬尾巴效應(yīng)豬尾巴效應(yīng)d)數(shù)字地模擬地的劃分?jǐn)?shù)字地模擬地的劃分電源VAVDVAVD模擬地?cái)?shù)字地模擬地?cái)?shù)字地ADAD參考地?cái)?shù)字地模擬地VAVD印制板舉例 混合接地舉例混合接地舉例四四 地環(huán)路地環(huán)路耦合耦合 任何地線既有電阻又有電抗，當(dāng)有電流通過時(shí)，地線上必然產(chǎn)生壓降，兩個(gè)不同接地點(diǎn)之間必然存在地電壓。 當(dāng)電路多點(diǎn)接地，而各電路間又有信號(hào)線聯(lián)系時(shí)將構(gòu)成地環(huán)路，產(chǎn)生共模電流并在負(fù)載兩端產(chǎn)生差模電壓，對(duì)有用信號(hào)構(gòu)成騷擾。 抑制方法是切斷地環(huán)路或在兩個(gè)電路間插入隔離變壓器、共模扼流圈、光電耦合器。地環(huán)路地環(huán)路耦合原理圖耦合原理圖1 插入插入隔離變壓器隔離變壓器這時(shí)

8、地噪聲出現(xiàn)在變壓器的繞組間而不是電路的輸入端.噪聲耦合主要受變壓器繞組間分布電容的影響,所以繞組間要采用法拉弟屏蔽.它的缺點(diǎn)是:體積大 頻響有限 不能通直流 電路間有多少個(gè)信號(hào)就需要多少個(gè)變壓器.法拉弟屏蔽的正確接法屏蔽層只能接2點(diǎn)！C2VG12C1屏蔽CPVGVNRL2 光隔離器光隔離器 這時(shí)地噪聲出現(xiàn)光耦上而不是電路的輸入端.光隔離器或光纖是一種非常有效的方法,特別是兩個(gè)接地間有很大的電壓差(甚至幾千伏)時(shí)最有效. 在數(shù)字電路中光耦尤其有用,但因光耦的線性不理想,所以不太適合用于模擬電路,除非采用光反饋技術(shù)來補(bǔ)償固有的非線性.3 共模扼流圈共模扼流圈 共模扼流圈可以在傳輸直流和差模信號(hào)的同時(shí)抑制共模交流信號(hào). 這時(shí)地噪聲出現(xiàn)在扼流圈的線圈上而不是電路的輸入端.由于共模扼流圈對(duì)傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)沒有影響,所以多個(gè)信號(hào)線可以繞在同一個(gè)磁芯上,而相互之間不會(huì)串?dāng)_.應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例a)原理圖原理圖b)實(shí)例一抑制傳導(dǎo)干擾實(shí)例一抑制傳導(dǎo)干擾c) 實(shí)例二抑制輻射干擾實(shí)例二抑制輻射干擾 PCB在220MHz時(shí) PCB在220MHz時(shí) 結(jié)論結(jié)論1.將回流線緊靠信號(hào)線是減小PCB上環(huán)狀天線效應(yīng)的好方法。2.2.在此基礎(chǔ)上采用共模扼流圈能使以上回流線上