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1、地线干扰及抑制电子产品中的各类电路均有电位基准，对于一个理想的接地系统来说，各韶分的电位 基准都应保持霉电位。产品内所有的基准电位点通过导体连接在一起，该导体就是产品 内部的地线。电子电路的地线除了提供电位基准之外还可以作为各级电路之间信号传 铂的返回通路和各级电路的供电回路。可见电子产品中地线设计面相当广。“地”可以是指大地，陆地使用的电子产品通常以地球的电位作为基准，并以大地作为 零电位。 “地”可以是电路系统中某一电位基准点，并没该点电位为相对罕电位，但不是大 地零电位。例如，电子电路往往以产品的金属底座、机架、机箱等作为零电位或称“地”申 位，但金属底座、机架、机箱有时不一定和大地相连
2、接，即产品内部的“地”电位不一定与 大 地电位相同。但是为了防止雷击对产品和操作人员造成危险，通常应将产品的金月底座、 机架、机箱等金屈结构与大地相连接。电子产品的“地”与大地连接有如下作用。 0提高电子产品电路系统工作的稳定性。ATMEL 代理商电子产品若不与大地连接，它 相肘于大地将 呈现一定的电位，该电位会在外界于扰场酌作用下变化，从而导致电路系统工作不稳定。 如 果将电子产品的“地”与大地相连接，使它处于真正的零电位，就能有效地抑制干扰。泄放机箱上积累的静电电荷，避免静电高压导致产品内部放电而造成干扰。 为产品和操作人员提供安全保障。 1设置地线的意义 电子产品之所以要设置地线，是基于
3、下列3个原因 (1)绝组破坏时地线能起保护作用径交流电网供电的电子产品中，如果机箱不接大地 f 旦电源与产品机箱问的绝绝破 坏，或电源变压器初级绕组与铁芯间的绝缘击穿，如图541所示，产品机箱就会带上电网 电压，对操作人员的安全构成威胁。(2)防止产品感应带电而造成电击对于一些机箱不接地的高频、高压大功率电子产品，其内部的高频、高压电路与机箱 间存在杂散锅合阻抗，如图542所示，会使机箱上感应出危险的高频商电压。电子产品的机箱上带有高频高电压后，对操作和维修人员将构成威胁。一船人体能 感觉 到刺激的电流值大约是1mA；当人体通过的电流值为520 mA 时，肌肉就产生收 缩抽筋 现象，使人体不能
4、自离电线；当电流达数十毫安及以上时，将使心肌丧头扩 Z6和收 缩能 力，直至死亡。人体对通过电流的反应随性别及电流频率而异的情况见表510。 当产品机箱或按键上的电压超过规定的电压值后，就有触电的危险。为了保证操作 和维修人员的安全，应把产品的机箱或底座等金属件与大地连接。以图544为例，如果 机箔已接地，在电源线及变压器等器件的绝缘被击穿时，电源线中通过的大电流首先将保 险丝熔断，使产品的机箱与电网脱离。保险丝一定要串联在电网的相线中，在中线串人保 险丝仍不能排除触电的危险。对于图545的情况，机箱接大地后，感应出的电压为零，这就消除了对人产生电击的 可能。若机箱内有一强干扰源，将机箱接大地
5、，还可抑制其电磁能且的辐射。(3)防止围击事故电子设施或产品受雷击可分两种情况，即直接雷击和感应雷击。夏日的雷云往往带 有大旦电荷，当雷云接近电子设施上空时，它可能通过电子设施对大地放电。雷电的放电 电流达数千安，可在瞬间将电子产品或其他产品完全烧毁。防止直接雷击的有效方法是 采用具有良好接地装置的避雷针。若电子产品为悬浮的不接地系统，雷云接近产品上空 时可能在产品中感应产生大量电荷。当雷云通过其他物体放电后，在电子产品上感应的 电荷可能对地或其他产品形成放电，导致电子产品故障或损坏。产品接地后，机箱上感应 的电荷将随之流入大地，AT90CAN64不致因电荷大量积聚而产生高压。2地线中存在的干
6、扰 地线中存在的干扰主要有两种产种是地阻抗干扰；另一种是 地环路干扰。 (1)地阻抗干扰 见图543，电源辽给 A、B、c 3个电路单元供电。 为简化问题，设电源内阻为零， 电压为 E。3个电路单元共用一根地线。地线的各段都有 阻抗。阻抗来自地线的电阻 和交流感抗，而且主要是交流感抗的影响。若 oa 端的阻抗为 2m，则 oa 段产生的压 降为 由式(517)可知，电路单元 A 已受到地阻抗的干扰，且各电路之间的电流相互干扰。 其他电路单元的情况与此类似。 (2)地环路干扰见图544，电路的电源正极线与地构成了一个闭合的环路。当交变的磁场穿过这一闭合环 路时，就会感应出于扰电压6l，则加到电路
7、单元2的电 压就不是 q，而是，一6l，这一闭合环路包含地线，因此称为 地环路干扰。3设置地线的方法在进行电子产品机箱结构设计时，必须在视箱上设置接地端子。对于小型电子产品，机 箱的接地可直接经安全电源插座中的接地插孔连接到大地。(1)单相供电 (2)为便于电子产品的机箱与地线连接，实验室或安装电子产品的工作室常采用单相三 线 制供电，如图545所示。图中相线是 Y 形三招供电系统中任一相，中线即 Y 形供电系 统的回线，而地线就是机箱按人大地的导线。正常工作时地线不通过电流，无电压降，与 之相连接的机箱都是“地”电位。功率不太大的电气、电子产品其安全地线不一定与配电 房的中线接地校相接，可在
8、实验室就近埋入接地桩，供安全地线接地用。(2) 三相供电当产品采用三相供电时，地线的设置有下述两种方案可供选择。三相五线制。产品的金属机箱及其金属件的接地线除了通过接地桩就近接大地 外，须再引一根地线到变压器或发电机中心点与三相电源的零线相接如图546所示。 这里三相不平衡电流不会通单片机过产品地线，既保证了产品安全，也有利于消除工藏附 加干扰。三相四线五线制。有些场所无法专设一个地线至供电变压器或发电机，这则 可采用如图547所示的三相四线五线制接地系统。把产品机箱的接地线接人地铂 后，再在总线人口处与电源零线端接，这样可兼顾安全，并防止三相不平衡电路引起9t 工频干扰。4授地装置接地装置是
9、指埋人地下的板、棒、管、线等导电体，要求它们具有良好的抗腐蚀性及 小 的接地阻抗。不同的设施和场所对接地电阻有不同的要求，例如电磁屏蔽室的接地电阻 一般应小于40。对于雷电保护的接地电阻一般应小于10 o，以地下管线等电位搭接为 前提。埋没铜板。将铜板或用扁铜条围成的框埋人地下，然后用多股钢线或铜带引出地 面与实验室地线相连接。打入地桩。将包铜钢棒(管)打入地下2m 左右作为接地校。当一根桩的接地电 阻太大时，可用多根同样粗的钢樟打人地下，再用导体并联连接成一体，连接导体与地桩 应采用熔姆接头。为进一步减小连接电阻，可在地桩周围埋入降阻剂。员简单的障阻剂 是木炭以及土、水、盐混合的浆土，其配方比例为 l，(12)：o2。钻孔法。钻孔法即用钻机直接往地下打孔，一般深度10一30 m，孔径6仰左右，然 后把与孔深等长的接地棒埋入。对一班土壤，深度515m 时，其接地电阻可小于10 62。埋没导线。在地面挖深 o61m，长几十米的沟，在沟内埋入锅导线，且在导线 周 围填入上述障阻剂，Atmel 这对山区或冻土地带的临时敷设地线是比较方便、现实的方法。地下管道。城市中的地下水管网是一种简单方便的接地装置，其接地电阻可能小 于30。一般仅朗利用地下管网作为辅助接地装置，必须以专门埋没的接地桩为主；而且 还应注意到，当接地线中有直流电流时，管道材料会加速电化学腐蚀。wxq$#
