第三章信息提取過程中的干擾與噪聲-生物醫(yī)學電子學課件

第三章第三章1信息提取過程中的干擾與噪聲由于生物醫(yī)學信號一般很微弱，因此測試系統(tǒng)必須有較高的靈敏度。而靈敏度越高，也更容易把干擾引入測試系統(tǒng)。除了與信號同時存在的干擾以外，測試系統(tǒng)本身也有噪聲。干擾和噪聲是電子設計開始時就必須考慮的環(huán)節(jié)。信息提取過程中的干擾與噪聲由于生物醫(yī)學信號一般很微弱，因此測2電磁兼容(EMC)電磁兼容(EMC)是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁干擾的能力。電磁兼容(EMC)電磁兼容(EMC)是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)3電磁干擾1.干擾的引入干擾的形成包括：干擾源、耦合通道（即引入方式）、敏感電路（即接受電路）。

電磁干擾1.干擾的引入4能產生一定的電磁能量而影響周圍電路正常工作的物體或設備叫干擾源。自然界的宇宙射線、太陽輻射、太陽黑子產生的周期電擾動。周圍電氣、電子設備的各種放電現(xiàn)象電容電感過渡過程的瞬變電壓…...最主要的是220v交流電源的50Hz干擾源。因為生物電大都包含50Hz頻率成分。（1）干擾源能產生一定的電磁能量而影響周圍電路正常工作的物體或設備叫干擾5生物醫(yī)學設備本身就是強的電磁干擾源。如：高能量的治療機和精密的測量儀器并用時，治療機產生強的干擾可造成精密測量儀器的誤動作、誤輸出。如電刀、激光刀、除顫器等。生物醫(yī)學設備本身就是強的電磁干擾源。6（2）干擾耦合途徑1.傳導耦合經導線傳播把干擾引入測試系統(tǒng)，稱為傳導耦合。交流電源線、測試系統(tǒng)中的長線都能引起傳導耦合。它們都具有天線的效果，能夠廣泛拾取空間的干擾引入測試系統(tǒng)。（2）干擾耦合途徑1.傳導耦合72.經公共阻抗耦合在測試系統(tǒng)內部各單元間，或兩種測試系統(tǒng)之間存在公共阻抗。

2.經公共阻抗耦合8當兩個電路共用一段地線時，由于地線的阻抗，一個電路的地電位會受另一個電路工作電流的調制。這樣一個電路中的信號會耦合進另一個電路，這種耦合稱為公共阻抗耦合。

當兩個電路共用一段地線時，由于地線的阻抗，一個電路的地電位會9由接地公共阻抗以及傳輸導線或金屬機殼的天線效應等因素在地回路中形成共模干擾電壓，該電壓通過各種地回路感應到受害電路的輸入端，而形成地回路干擾。

由接地公共阻抗以及傳輸導線或金屬機殼的天線效應等因素在地回路10接地公共阻抗產生的干擾兩個不同的接地點之間有一定的電位差，稱為地電壓，這是由于兩接地點間總有一定的阻抗，地電流在該公共阻抗上產生了地電壓，該電壓直接加到電路上在為共模干擾電壓。接地公共阻抗產生的干擾兩個不同的接地點之間有一定的電位差，稱11圖中所示的干擾回路和被干擾回路之間存在一個共有阻抗Zi，在該阻抗上所產生的電壓Ui=ZiI1+ZiI2，對回路2而言ZiI1是電磁干擾壓降

圖中所示的干擾回路和被干擾回路之間存在一個共有阻抗Zi12

消除公共阻抗耦合的途徑有兩個

一個是減小公共地線部分的阻抗，這樣公共地線上的電壓也隨之減小，從而控制公共阻抗耦合。使干擾源和被干擾對象間沒有公共阻抗。通過適當?shù)慕拥胤绞奖苊馊菀紫嗷ジ蓴_的電路共用地線。

消除公共阻抗耦合的途徑有兩個

一個是減小公共地線部分的阻13可以將電路按照強信號，弱信號，模擬信號，數(shù)字信號等分類，然后在同類電路內部用串聯(lián)單點接地，不同類型的電路采用并聯(lián)單點接地。（詳述見后）

可以將電路按照強信號，弱信號，模擬信號，數(shù)字信號等分類，然后143.電場和磁場耦合在場源附近，場的特性主要取決于場源的性質。在遠離場源的地方，場的性質主要取決于場傳播時所經過的介質。設為波長，當距離大于，稱為遠場，小于此稱為近場。3.電場和磁場耦合15近場感應耦合由于電荷運動產生電磁場，所以凡帶電的元件、導線都能形成電磁場。近場感應耦合16電容性耦合在電子系統(tǒng)內部元件和元件之間，導線和導線之間、導線和元件之間都存在分布電容。一個導體上電壓或干擾成分通過分布電容使其他導體電位受到影響，這種現(xiàn)象叫做電容性耦合。電容性耦合17容性耦合電磁環(huán)境中，通過電場干擾源與人體之間的分布電容，使人體本身攜帶干擾電壓。主要為工頻50Hz電磁場：測試系統(tǒng)所用市電，病房和手術照明等。容性耦合電磁環(huán)境中，通過電場干擾源與人體之間的分布電容，使人18可見人體攜帶的50Hz干擾電壓，完全淹沒生物電信號。可見人體攜帶的50Hz干擾電壓，完全淹沒生物電信號。19減少電容性耦合的常用的方法是采用屏蔽導線。減少電容性耦合的常用的方法是采用屏蔽導線。20當電流I在一個閉合回路中流動時，將產生與電流成正比的磁通。，L為電感。L的大小取決于回路的幾何形狀及周圍介質的導磁系數(shù)。當一個回路的電流產生的磁通穿過另一個電路回路時，產生互感。即回路1的電流在回路2中產生磁通。如果這個磁通隨時間變化，那么電路中變感應出電壓。兩個回路的電感性耦合又叫磁耦合。電感性耦合當電流I在一個閉合回路中流動時，將產生與電流成正比的磁通21感應電壓大小與閉合回路面積A呈正比，為磁通與面積法線的夾角。為了減小，采用絞合線的走線方式，每個絞合結構的微小面積所引起的感應電壓大體相等，由于絞合結構方向相反，而使局部的感應電壓相互抵消。盡量減小面積A和.盡量使回路平面與干擾回路平面垂直。并使信號線貼近地平面布線，以減小回路的閉合面積。感應電壓大小與閉合回路面積A呈正比22抑制干擾：合理接地與屏蔽合理接地與屏蔽是抑制干擾的主要方法。接地指印刷板上的局部電路中和測試系統(tǒng)整機中地線的布置。從安全的角度考慮，合理接地也是十分重要的。抑制干擾：合理接地與屏蔽合理接地與屏蔽是抑制干擾的主要方法。23系統(tǒng)中的接地線分為兩類。一是安全接地，稱為保護接地；保護地線必須是大地地位。一是工作接地，即對信號電壓設立基準電位。工作地線可以是大地地位也可以不是。系統(tǒng)中的接地線分為兩類。24一般電子儀器設備，為了安全，機殼都應接地。目的是使人經常接觸的機殼保持零電位。機殼的電位是由于雜散阻抗形成漏電通路甚至產生絕緣擊穿的偶然情況形成的。一般電子儀器設備，為了安全，機殼都應接地。目的是使人經常接觸25生物醫(yī)學測量中，大多情況是數(shù)臺電子設備用于人體同時工作。數(shù)臺同時并用，接地可能是：分別單獨接地，或者共用一條接地線。生物醫(yī)學測量中，大多情況是數(shù)臺電子設備用于人體同時工作。26接地方式

接地方式

27浮地浮地是指設備地線系統(tǒng)在電氣上與殼體構件的接大地系統(tǒng)相互絕緣，一種情況是使接地系統(tǒng)上的電磁干擾就不會傳導到設備。另一種情況是在有些電子設備中，為了防止機箱上的干擾電流直接耦合到信號電路，有意使電路單元的信號線與設備機箱絕緣。采用浮地的設備、單元容易受空間耦合干擾，注意采用電磁屏蔽技術。

浮地浮地是指設備地線系統(tǒng)在電氣上與殼體構件的接大地系統(tǒng)相互絕28共用地線串聯(lián)一點接地

電路1、電路2、電路3各自到接地面的接地線長短不同（接地阻抗不同），各電路的接地點的電位均不為零且各不相同，且受其他電路電流影響。最不適用。但由于該電路比較簡單，用的場合仍然較多，當各電路的電平相差不大時可以使用。若各電路的電平相差很大，則不能使用，因為高電平電路將產生很大的地電流，形成大的地電位差并干擾到低電平電路。使用該接地方式時，要把低電平電路放在距接地點最近的地方。共用地線串聯(lián)一點接地

電路1、電路2、電路3各自到接地面的29獨立地線并聯(lián)一點接地優(yōu)點是各電路的地電位只與本電路的地電流及地線阻抗有關，不受其它電路的影響。缺點：第一，需要多根地線，比較麻煩。由于分別接地，勢必會增加地線長度，從而增加了地線阻抗。會造成各地線相互間的耦合，且隨著頻率增加，地線阻抗、地線間的電感及電容耦合都會增大；

獨立地線并聯(lián)一點接地優(yōu)點是各電路的地電位只與本電路的地電流及30第二，只適用于低頻，不適用于高頻。如果系統(tǒng)的工作頻率很高，以致工作波長λ=c/f縮小到可與系統(tǒng)的接地平面的尺寸或接地引線的長度比擬時，就不能再用這種接地方式了。因為：當?shù)鼐€的長度接近于λ/4時，它就象一根終端短路的傳輸線，此時不僅起不到接地作用，而且地線將有很強的天線效應向外輻射干擾信號，所以一般要求地線長度不應超過信號波長的1/20。第二，只適用于低頻，不適用于高頻。如果系統(tǒng)的工作頻率很高，以31多點接地這種接地方式的優(yōu)點是接地線較短，適用于高頻情況，其缺點是形成各種地線回路，造成地環(huán)路干擾，這對設備內同時使用的具有較低頻率的電路會產生不良影響。

多點接地32混合接地方式如果電路的工作頻帶很寬，在低頻情況需采用單點接地，而在高頻時又需采用多點接地，此時，可采用混合接地方式。在低頻時，電容的阻抗較大，故電路為單點接地方式，但在高頻時，電容阻抗較低，故電路成為兩點接地方式，因此這種接地方式適用于工作于寬頻帶的電路。

混合接地方式如果電路的工作頻帶很寬，在低頻情況需采用單點接地33總的來說，單點接地適用于低頻，多點接地適用于高頻。一般情況，頻率在1MHz以下采用單點接地方式；頻率高于10MHz采用多點接地方式；頻率在1MHz~10MHz之間，采用混合接地，如采用單點接地，其地線長度不得超過0.05λ(波長)。

總的來說，單點接地適用于低頻，多點接地適用于高頻。34電磁兼容的接地要求a．接地面應是零電位，它作為設備/系統(tǒng)中各電路任何位置所有電信號的公共電位參考點。b．接地線、接地面應采用低阻抗材料制成，并且有足夠的寬度和厚度，接地線應短而粗、接地面的面積應盡可能大，以保證在所有頻率（尤其是高頻部分）上它的兩邊之間均呈現(xiàn)低阻抗。c．良好的接地要求盡量減低多電路公共接地阻抗上所產生的干擾電壓，同時還要盡量避免形成不必要的地回路。d．數(shù)字信號地與模擬信號地分開設計，大電流信號地與邏輯小信號地分開設計。

電磁兼容的接地要求a．接地面應是零電位，它作為設備/系統(tǒng)35屏蔽

屏蔽可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁屏蔽3種。屏蔽有兩個目的：a、限制設備內輻射的電磁能量泄露到外部；b．防止外來的輻射干擾進入設備，干擾設備的正常工作。

屏蔽

屏蔽可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁屏蔽3種。36a、電場屏蔽法最簡單的措施是在感應源與受感器之間用金屬隔板接地，以抑制寄生電容耦合，實現(xiàn)電場屏蔽。對電場干擾較強的，則用高導電率金屬罩接地效果更好。

a、電場屏蔽法最簡單的措施是在感應源與受感器之間用金屬隔板接37b、磁場屏蔽法對磁場可用高導磁材料做屏蔽體來實現(xiàn)磁場屏蔽。b、磁場屏蔽法對磁場可用高導磁材料做屏蔽體來實現(xiàn)磁場屏蔽。38當要屏蔽的磁場很強時，屏蔽材料會發(fā)生飽和，一旦發(fā)生飽和，就將喪失屏蔽效能。遇到這種情況，可采用雙層屏蔽，第一層采用低導磁率材料，不易飽和；第二層采用高導磁率材料，但易飽和。第一層屏蔽先將磁場衰減到適當強度，使第二層屏蔽不會飽和，而使高導磁率材料能充分發(fā)揮屏蔽效果。當要屏蔽的磁場很強時，屏蔽材料會發(fā)生飽和，一旦發(fā)生飽和，就將39信號提取中的噪聲把系統(tǒng)內部由器件、材料、不見的物理因素產生的自然擾動叫噪聲。是電路內固有的，不能用屏蔽、接地等方法消除。通過對噪聲過程的分析，進行合理的低噪聲電路設計，可使噪聲降到最低限度。信號提取中的噪聲把系統(tǒng)內部由器件、材料、不見的物理因素產生的40主要噪聲類型1.1/f噪聲（低頻噪聲）接觸噪聲凡兩種材料之間不完全接觸，形成起伏的導電率便產生1/f噪聲。主要噪聲類型1.1/f噪聲（低頻噪聲）接觸噪聲412熱噪聲熱噪聲是由導體中載流子的隨機熱運動引起的。任何處于絕對零度以上的導體中，電子都在做隨機熱運動。每個電子都攜帶電荷，因此電子的隨機熱運動表現(xiàn)為導體中電流的波動。長時間看來，這些波動產生的電流為0，但某一瞬時，并不為0，因此在導體兩端產生壓降，稱做噪聲電壓。2熱噪聲423散粒噪聲半導體器件中，載流子的產生與消失的隨機性，使得流動的載流子數(shù)目發(fā)射功能波動，從而引起電流瞬時漲落，稱為散粒噪聲。3散粒噪聲43熱噪聲的抑制電氣設備內部的元器件在工作時會產生熱量而使設備內部溫度升高，反過來環(huán)境溫度的升高促使元器件產生更大的噪聲電壓。產生噪聲電壓的元器件有電阻器、半導體器件、變壓器、電感線圈、發(fā)光器件等。針對熱噪聲的產生機理，我們可以采取如下幾種措施：熱噪聲的抑制電氣設備內部的元器件在工作時會產生熱量而使設備44（1）熱屏蔽熱屏蔽就是把發(fā)熱點用一種特殊的導熱性能良好的材料做成的屏蔽罩“包圍”（就像電磁屏蔽一樣）起來，使其所產生的熱量和散發(fā)的熱量達到平衡使溫度場恒定，從而達到減?。ɑ驔]有）溫度的變化，以抑制因溫度的變化所帶來的噪聲干擾。（1）熱屏蔽45（2）熱隔離熱隔離就是把那些易產生熱量的元器件與那些對溫度變化比較敏感的元器件用絕熱性能好的材料隔離開。例如，若在同一控制箱內具有較大發(fā)熱量的元器件和對溫度較敏感的元器件的情況下，可在這二者之間加裝隔熱板，降低熱輻射及熱傳導，以達到抑制因溫度升高而引起的噪聲干擾。（2）熱隔離熱隔離就是把那些易產生熱量的元器件與那些對溫度變46（3）強制散熱強制散熱就是采用人工的方法，強制降低電氣設備內部及其大功率器件的溫度。一般來說，對于功率半導體器件應加裝散熱器。對于發(fā)熱較大的電氣設備應進行強制通風，以達到降低溫度從而起到抑制熱噪聲的作用。（3）強制散熱強制散熱就是采用人工的方法，強制降低電氣設備內47散粒噪聲的抑制散粒噪聲是由元器件的固有性能所決定的，，是一個客觀存在，設計人員只有更多地掌握元器件信息，不斷地反復試驗，在實踐中總結經驗，選擇性價比最高的元器件，以取得最佳的抑制噪聲的效果。散粒噪聲的抑制散粒噪聲是由元器件的固有性能所決定的，，是一48接觸噪聲的抑制接觸噪聲的抑制仍然是一個實踐性很強的問題，只有不斷地實踐摸索，才能夠總結出抑制接觸噪聲的經驗，才能夠把接觸噪聲降到最低點。接觸噪聲的抑制接觸噪聲的抑制仍然是一個實踐性很強的問題，只49第三章第三章50信息提取過程中的干擾與噪聲由于生物醫(yī)學信號一般很微弱，因此測試系統(tǒng)必須有較高的靈敏度。而靈敏度越高，也更容易把干擾引入測試系統(tǒng)。除了與信號同時存在的干擾以外，測試系統(tǒng)本身也有噪聲。干擾和噪聲是電子設計開始時就必須考慮的環(huán)節(jié)。信息提取過程中的干擾與噪聲由于生物醫(yī)學信號一般很微弱，因此測51電磁兼容(EMC)電磁兼容(EMC)是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁干擾的能力。電磁兼容(EMC)電磁兼容(EMC)是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)52電磁干擾1.干擾的引入干擾的形成包括：干擾源、耦合通道（即引入方式）、敏感電路（即接受電路）。

電磁干擾1.干擾的引入53能產生一定的電磁能量而影響周圍電路正常工作的物體或設備叫干擾源。自然界的宇宙射線、太陽輻射、太陽黑子產生的周期電擾動。周圍電氣、電子設備的各種放電現(xiàn)象電容電感過渡過程的瞬變電壓…...最主要的是220v交流電源的50Hz干擾源。因為生物電大都包含50Hz頻率成分。（1）干擾源能產生一定的電磁能量而影響周圍電路正常工作的物體或設備叫干擾54生物醫(yī)學設備本身就是強的電磁干擾源。如：高能量的治療機和精密的測量儀器并用時，治療機產生強的干擾可造成精密測量儀器的誤動作、誤輸出。如電刀、激光刀、除顫器等。生物醫(yī)學設備本身就是強的電磁干擾源。55（2）干擾耦合途徑1.傳導耦合經導線傳播把干擾引入測試系統(tǒng)，稱為傳導耦合。交流電源線、測試系統(tǒng)中的長線都能引起傳導耦合。它們都具有天線的效果，能夠廣泛拾取空間的干擾引入測試系統(tǒng)。（2）干擾耦合途徑1.傳導耦合562.經公共阻抗耦合在測試系統(tǒng)內部各單元間，或兩種測試系統(tǒng)之間存在公共阻抗。

2.經公共阻抗耦合57當兩個電路共用一段地線時，由于地線的阻抗，一個電路的地電位會受另一個電路工作電流的調制。這樣一個電路中的信號會耦合進另一個電路，這種耦合稱為公共阻抗耦合。

當兩個電路共用一段地線時，由于地線的阻抗，一個電路的地電位會58由接地公共阻抗以及傳輸導線或金屬機殼的天線效應等因素在地回路中形成共模干擾電壓，該電壓通過各種地回路感應到受害電路的輸入端，而形成地回路干擾。

由接地公共阻抗以及傳輸導線或金屬機殼的天線效應等因素在地回路59接地公共阻抗產生的干擾兩個不同的接地點之間有一定的電位差，稱為地電壓，這是由于兩接地點間總有一定的阻抗，地電流在該公共阻抗上產生了地電壓，該電壓直接加到電路上在為共模干擾電壓。接地公共阻抗產生的干擾兩個不同的接地點之間有一定的電位差，稱60圖中所示的干擾回路和被干擾回路之間存在一個共有阻抗Zi，在該阻抗上所產生的電壓Ui=ZiI1+ZiI2，對回路2而言ZiI1是電磁干擾壓降

圖中所示的干擾回路和被干擾回路之間存在一個共有阻抗Zi61

消除公共阻抗耦合的途徑有兩個

一個是減小公共地線部分的阻抗，這樣公共地線上的電壓也隨之減小，從而控制公共阻抗耦合。使干擾源和被干擾對象間沒有公共阻抗。通過適當?shù)慕拥胤绞奖苊馊菀紫嗷ジ蓴_的電路共用地線。

消除公共阻抗耦合的途徑有兩個

一個是減小公共地線部分的阻62可以將電路按照強信號，弱信號，模擬信號，數(shù)字信號等分類，然后在同類電路內部用串聯(lián)單點接地，不同類型的電路采用并聯(lián)單點接地。（詳述見后）

可以將電路按照強信號，弱信號，模擬信號，數(shù)字信號等分類，然后633.電場和磁場耦合在場源附近，場的特性主要取決于場源的性質。在遠離場源的地方，場的性質主要取決于場傳播時所經過的介質。設為波長，當距離大于，稱為遠場，小于此稱為近場。3.電場和磁場耦合64近場感應耦合由于電荷運動產生電磁場，所以凡帶電的元件、導線都能形成電磁場。近場感應耦合65電容性耦合在電子系統(tǒng)內部元件和元件之間，導線和導線之間、導線和元件之間都存在分布電容。一個導體上電壓或干擾成分通過分布電容使其他導體電位受到影響，這種現(xiàn)象叫做電容性耦合。電容性耦合66容性耦合電磁環(huán)境中，通過電場干擾源與人體之間的分布電容，使人體本身攜帶干擾電壓。主要為工頻50Hz電磁場：測試系統(tǒng)所用市電，病房和手術照明等。容性耦合電磁環(huán)境中，通過電場干擾源與人體之間的分布電容，使人67可見人體攜帶的50Hz干擾電壓，完全淹沒生物電信號?？梢娙梭w攜帶的50Hz干擾電壓，完全淹沒生物電信號。68減少電容性耦合的常用的方法是采用屏蔽導線。減少電容性耦合的常用的方法是采用屏蔽導線。69當電流I在一個閉合回路中流動時，將產生與電流成正比的磁通。，L為電感。L的大小取決于回路的幾何形狀及周圍介質的導磁系數(shù)。當一個回路的電流產生的磁通穿過另一個電路回路時，產生互感。即回路1的電流在回路2中產生磁通。如果這個磁通隨時間變化，那么電路中變感應出電壓。兩個回路的電感性耦合又叫磁耦合。電感性耦合當電流I在一個閉合回路中流動時，將產生與電流成正比的磁通70感應電壓大小與閉合回路面積A呈正比，為磁通與面積法線的夾角。為了減小，采用絞合線的走線方式，每個絞合結構的微小面積所引起的感應電壓大體相等，由于絞合結構方向相反，而使局部的感應電壓相互抵消。盡量減小面積A和.盡量使回路平面與干擾回路平面垂直。并使信號線貼近地平面布線，以減小回路的閉合面積。感應電壓大小與閉合回路面積A呈正比71抑制干擾：合理接地與屏蔽合理接地與屏蔽是抑制干擾的主要方法。接地指印刷板上的局部電路中和測試系統(tǒng)整機中地線的布置。從安全的角度考慮，合理接地也是十分重要的。抑制干擾：合理接地與屏蔽合理接地與屏蔽是抑制干擾的主要方法。72系統(tǒng)中的接地線分為兩類。一是安全接地，稱為保護接地；保護地線必須是大地地位。一是工作接地，即對信號電壓設立基準電位。工作地線可以是大地地位也可以不是。系統(tǒng)中的接地線分為兩類。73一般電子儀器設備，為了安全，機殼都應接地。目的是使人經常接觸的機殼保持零電位。機殼的電位是由于雜散阻抗形成漏電通路甚至產生絕緣擊穿的偶然情況形成的。一般電子儀器設備，為了安全，機殼都應接地。目的是使人經常接觸74生物醫(yī)學測量中，大多情況是數(shù)臺電子設備用于人體同時工作。數(shù)臺同時并用，接地可能是：分別單獨接地，或者共用一條接地線。生物醫(yī)學測量中，大多情況是數(shù)臺電子設備用于人體同時工作。75接地方式

接地方式

76浮地浮地是指設備地線系統(tǒng)在電氣上與殼體構件的接大地系統(tǒng)相互絕緣，一種情況是使接地系統(tǒng)上的電磁干擾就不會傳導到設備。另一種情況是在有些電子設備中，為了防止機箱上的干擾電流直接耦合到信號電路，有意使電路單元的信號線與設備機箱絕緣。采用浮地的設備、單元容易受空間耦合干擾，注意采用電磁屏蔽技術。

浮地浮地是指設備地線系統(tǒng)在電氣上與殼體構件的接大地系統(tǒng)相互絕77共用地線串聯(lián)一點接地

電路1、電路2、電路3各自到接地面的接地線長短不同（接地阻抗不同），各電路的接地點的電位均不為零且各不相同，且受其他電路電流影響。最不適用。但由于該電路比較簡單，用的場合仍然較多，當各電路的電平相差不大時可以使用。若各電路的電平相差很大，則不能使用，因為高電平電路將產生很大的地電流，形成大的地電位差并干擾到低電平電路。使用該接地方式時，要把低電平電路放在距接地點最近的地方。共用地線串聯(lián)一點接地

電路1、電路2、電路3各自到接地面的78獨立地線并聯(lián)一點接地優(yōu)點是各電路的地電位只與本電路的地電流及地線阻抗有關，不受其它電路的影響。缺點：第一，需要多根地線，比較麻煩。由于分別接地，勢必會增加地線長度，從而增加了地線阻抗。會造成各地線相互間的耦合，且隨著頻率增加，地線阻抗、地線間的電感及電容耦合都會增大；

獨立地線并聯(lián)一點接地優(yōu)點是各電路的地電位只與本電路的地電流及79第二，只適用于低頻，不適用于高頻。如果系統(tǒng)的工作頻率很高，以致工作波長λ=c/f縮小到可與系統(tǒng)的接地平面的尺寸或接地引線的長度比擬時，就不能再用這種接地方式了。因為：當?shù)鼐€的長度接近于λ/4時，它就象一根終端短路的傳輸線，此時不僅起不到接地作用，而且地線將有很強的天線效應向外輻射干擾信號，所以一般要求地線長度不應超過信號波長的1/20。第二，只適用于低頻，不適用于高頻。如果系統(tǒng)的工作頻率很高，以80多點接地這種接地方式的優(yōu)點是接地線較短，適用于高頻情況，其缺點是形成各種地線回路，造成地環(huán)路干擾，這對設備內同時使用的具有較低頻率的電路會產生不良影響。

多點接地81混合接地方式如果電路的工作頻帶很寬，在低頻情況需采用單點接地，而在高頻時又需采用多點接地，此時，可采用混合接地方式。在低頻時，電容的阻抗較大，故電路為單點接地方式，但在高頻時，電容阻抗較低，故電路成為兩點接地方式，因此這種接地方式適用于工作于寬頻帶的電路。

混合接地方式如果電路的工作頻帶很寬，在低頻情況需采用單點接地82總的來說，單點接地適用于低頻，多點接地適用于高頻。一般情況，頻率在1MHz以下采用單點接地方式；頻率高于10MHz采用多點接地方式；頻率在1MHz~10MHz之間，采用混合接地，如采用單點接地，其地線長度不得超過0.05λ(波長)。

總的來說，單點接地適用于低頻，多點接地適用于高頻。83電磁兼容的接地要求a．接地面應是零電位，它作為設備/系統(tǒng)中各電路任何位置所有電信號的公共電位參考點。b．接地線、接地面應采用低阻抗材料制成，并且有足夠的寬度和厚度，接地線應短而粗、接地面的面積應盡可能大，以保證在所有頻率（尤其是高頻部分）上它的兩邊之間均呈現(xiàn)低阻抗。c．良好的接地要求盡量減低多電路公共接地阻抗上所產生的干擾電壓，同時還要盡量避免形成不必要的地回路。d．數(shù)字信號地與模擬信號地分開設計，大電流信號地與邏輯小信號地分開設計。

電磁兼容的接地要求a．接地面應是零電位，它作為設備/系統(tǒng)84屏蔽

屏蔽可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁屏蔽3種。屏蔽有兩個目的：a、限制設備內輻射的電磁能量泄露到外部；b．防止外來的輻射干擾進入設備，干擾設備的正常工作。

屏蔽

屏蔽可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁屏蔽3種。85a、電場屏蔽法最簡單的措施是在感應源與受感器之間用金屬隔板接地，以抑制寄生電容耦合，實現(xiàn)電場屏蔽。對電場干擾較強的，則用高導電率金屬罩接地效果更好。

a、電場屏蔽法最簡單的措施是在感應源與受感器之間用金屬隔板接86b、磁場屏蔽法對磁場可用高導磁材料做屏蔽體來實現(xiàn)磁場屏蔽。b、磁場屏蔽法對磁場可用高導磁材料做屏蔽體來實現(xiàn)磁場屏蔽。87當要屏蔽的磁場很強時，屏蔽材料會發(fā)生飽和，一旦發(fā)生飽和，就將喪失屏蔽效能。遇到這種情況，可采用雙層屏蔽，第一層采用低導磁率材料，不易飽和；第二層采用高導磁率材料，但易飽和。第一層屏蔽先將磁場衰減到適當強度，使第二層屏蔽不會飽和，而使高導磁率材料能充分發(fā)揮屏蔽效果。當要屏蔽的磁場很強時，屏蔽材料會發(fā)生飽和，一旦發(fā)生飽和，就將88信號提取中的噪聲把系統(tǒng)內部由器件、材料、不見的物理因素產生的自然擾動叫噪聲。是電路內固有的，不能用屏蔽、接地等方法消除。通過對噪聲過