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1、1,接地设计技术,电磁兼容技术讲座,2,主要内容,接地设计技术,地的分类 地干扰问题 地的拓扑结构 实用接地技术,3,什么是地,接地设计技术,电子工程师：地是电路的基准电压,结构工程师：地是设备的金属外壳,电工：地是大地，即地球,4,安全地,接地设计技术,大地电子设备的金属外壳与大地相连接，其目的是防止当事故状态时金属外壳上出现过高的对地电压而危及操作人员的安全,6,电位基准点,接地设计技术,设备内各电路的电压参考点,7,地的分类,接地设计技术,安全地大地（地球） 系统地信号回路的电位基准点,也称工作地 模拟地连接模拟元器件接地引出端形成的地线 数字地连接数字元器件接地引出端形成的地线 保护地
2、连接保护元器件接地引出端形成的地线,8,二个概念,接地设计技术,实际的地（线或平面）一般并不是等电位的,电路中的回流总是走最小阻抗的路径,9,实际地平面电位分布,接地设计技术,10,导线的阻抗,接地设计技术,Z = RAC + jL, = 1 / ( f )1/2,RAC= 0.076r f1/2 RDC,导线越短、截面积越大，其阻抗越小,11,接地引线电感,各线度量的单位均为cm,接地设计技术,12,接地引线电感,例：H=100cm，导体的横截面积均为35mm2.,d =6.68mm,b =35mm, c =1mm,L = 2.8 uH,L = 1.95 uH,接地设计技术,13,导线的阻抗
3、,接地设计技术,14,接地问题地环路,接地设计技术,15,接地问题地环路,接地设计技术,16,接地问题地环路,接地设计技术,电路回路,回路面积越大，电路工作时对外产生的电磁骚扰越大,回路面积越大，电路工作时抗电磁干扰的能力越小,尽可能使回路面积小，特别是对于高频电路,17,接地问题地环路,接地设计技术,18,减小地环路影响的对策,接地设计技术,源,负载,电路单点接地示意图,源,负载,混合接地示意图,改变接地方式,19,减小地环路影响的对策,接地设计技术,金属屏蔽层必须接2点,采用隔离变压器,20,减小地环路影响的对策,接地设计技术,采用光耦器件,21,减小地环路影响的对策,接地设计技术,采用共
4、模扼流圈,22,接地问题共阻抗耦合,接地设计技术,23,接地问题共阻抗耦合,接地设计技术,24,地的拓扑结构,接地设计技术,浮地 单点接地 多点接地 混合接地,25,浮 地,接地设计技术,优点：电路与外部的地系统有良好的隔离，不易受外部地系统上干扰的影响 缺点：电路上易积累静电从而产生静电干扰，有可能产生危险电压,26,单点接地（串联）,接地设计技术,27,单点接地（串联）,接地设计技术,优点：简单 缺点：存在共阻抗耦合,28,单点接地（并联）,接地设计技术,29,单点接地（并联）,接地设计技术,优点：没有共阻抗耦合 缺点：接地线过多,30,单点接地,接地设计技术,高频下接地导线的特性,高频情
5、况下接地导线与地系统须考虑传输线效应,31,终端短路时传输线上的阻抗分布,长度接近四分之一波长时，其阻抗非常大,一般要求，接地线长度小于二十分之一波长,接地设计技术,32,多点接地,接地设计技术,优点：尽可能少的高频干扰问题 缺点：有地环路问题,33,混合接地,接地设计技术,f 1MHz,f 10MHz,34,混合接地,接地设计技术,35,实用接地技术,接地设计技术,电路的分类,36,实用接地技术,接地设计技术,应根据电路的分类及特性来设计设备的地系统,37,实用接地技术,接地设计技术,38,实用接地技术,接地设计技术,39,实用接地技术,接地设计技术,40,实用接地技术,接地设计技术,内部地
6、悬浮,41,实用接地技术,接地设计技术,内部地悬浮,42,实用接地技术,接地设计技术,内部地单点接保护地,43,实用接地技术,接地设计技术,对于无法接大地的设备，如果其机身为金属壳体，则将工作地、保护地直接接到其金属壳体上,44,PCB接地设计,接地设计技术,梳形电源、地结构（双面板）,适用于低速电路、PCB上信号走向较单一、走线密度较低的情况 对较重要的信号加以地保护，布线完成之后将空的地方都敷上地铜皮，用多个过孔将两层的地连接在一起，可以改善回路面积大的问题,45,PCB接地设计,接地设计技术,栅格形地结构（双面板）,适用于低速的CMOS和普通的TTL电路，但应该注意对较高速的信号加足够的
7、地保护,46,保护器件接地设计,接地设计技术,在印制版上，1000V以上级别的雷击浪涌保护器件必须单独设立保护地。保护器件应尽可能靠近插座或印制板的边缘，保护地线应尽可能粗、短且均匀。一般地，保护地除了与保护器件相连以外不能与其它元器件和其它地线相连，保护地与其它焊盘、走线应隔离足够距离。保护地线应独立引出单板，接到后背板的保护地层上。,47,线缆接地设计,接地设计技术,信号传输采用屏蔽双绞线时，其屏蔽层收发两端均要接地。,信号传输时采用同轴电缆时，同轴电缆的外导体收发两端均要接地。为了避免地电位差的不良影响，同轴电缆收端可通过一电容器（0.1F陶瓷电容）接地。,48,线缆接地设计,接地设计技术,信号传输时采用同轴电缆时，同轴电缆的外导体收发两端均要接地。为了避免地电位差的不良影响，同轴电缆收端可通过一电容器（0.1F陶瓷电容）接地。,49,案例（一）,接地设计技术,不同接地方式对50kHz磁场干扰的相对衰减值。第一个电路的测量结果是基准。,50,案例（二）,接地设计技术,现象：进行电源端口的SURGE试验时，在E、A二点间加入1kV，12欧内阻的雷电压（1.2/50uS）时，设备的通信中断。,51,案例（二）,接地设计技术,52,案例（二）,接地设计技术,53,谢 谢,接地设计技术,
