接地的概念
接地导致哼声四起、回路电流听过吧、导线电阻听过吧、你能保证你用的金属零阻抗吗不能的话、那你就必须接受一个事实:接地其实是有电位差的、有电位差就有电流、就是哼声来源点、其实就是一个流动范围极小的电流区域、但这里有一个现象就是你的大面积接地是在机壳上、若采行单点接地输出的接地、电流便较不会影响到输入的接地、电流哼声便可免除不会因为接地电流从机壳中影响但这只是一种手段而已、
接地方法有很多、单点只是其中一种、而低频电路利用导线将各单元电路接地连接至机壳上的一点便不会有一大回路产生、没有大回路便没有大的回路电流、没有大回路电流输入与输出便各自相安无事、
但高频电路呢?
高频电路的接地理论深受集肤效应影响、何谓集肤效应呢、集肤效应指在一高频操作环境下导线的电流分布将会呈现密集於金属表面的情形、这代表你的导线将更不像导线、它将成为十足的电抗、频率愈高导线的电抗愈严重、这样你还能用导线去接地吗?别傻了、当天线还差不多、这样你还想用导线吗?如果电路的单元很多、你分成许多电路方块每个单元用条导线连接其接地、那你乾脆拿个电阻连接较快、电阻还比较容易被我们掌握呢、导线呢那就复杂了、因此高频电路的接地常是避免是用导线的、电路单元都各自找最近的大面积接地、直接以最短路径连接、多点因而产生、而高频对於接地材更是十分讲究、但原则上是面积要够大、机壳够大了吧、但其实这里有件事必须先声明那就是你的连接必须是愈短愈好、记住就近接最好多点还要保证每一点都接在同一平面上才有效喔、但还是老话一句这只是手段之一而已、高频接地的方法甚多目的皆不相同、这可是需要研究的哦、 ~~~~~
接地的方法很多,具体使用那一种方法取决于系统的结构和功能。“接地”的概念首次应用在电话的设计开发中。从 1881年初开始采用单根电缆为信号通道,大地为公共回路。这就是第一个接地问题。但是用大地作为信号回路会导致地回路中的过量噪声和大气干扰。为了解决这个问题,增加了信号回路线。现在存在的许多接地方法都是来源于过去成功的经验,这些方法包括:
1) 单点接地:如图1所示,单点接地是为许多在一起的电路提供公共电位参考点的方法,这样信号就可以在不同的电路之间传输。若没有公共参考点,就会出现错误信号传输。单点接地要求每个电路只接地一次,并且接在同一点。该点常常一地球为参考。由于只存在一个参考点,因此可以相信没有地回路存在,因而也就没有干扰问题。
2) 多点接地:如图2所示,从图中可以看出,设备内电路都以机壳为参考点,而各个设备的机壳又都以地为参考点。这种接地结构能够提供较低的接地阻抗,这是因为多点接地时,每条地线可以很短;并且多根导线并联能够降低接地导体的总电感。在高频电路中必须使用多点接地,并且要求每根接地线的长度小于信号波长的1/20。
3) 混合接地:混合接地既包含了单点接地的特性,又包含了多点接地的特性。例如,系统内的电源需要单点接地,而射频信号又要求多点接地,这时就可以采用图3所示的混合接地。对于直流,电容是开路的,电路是单点接地,对于射频,电容是导通的,电路是多点接地。
当许多相互连接的设备体积很大(设备的物理尺寸和连接电缆与任何存在的干扰信号的波长相比很大)时,就存在通过机壳和电缆的作用产生干扰的可能性。当发生这种情况时,干扰电流的路径通常存在于系统的地回路中。
在考虑接地问题时,要考虑两个方面的问题,一个是系统的自兼容问题,另一个是外部干扰耦合进地回路,导致系统的错误工作。由于外部干扰常常是随机的,因此解决起来往往更难。
地要求
要求接地的理由很多,下面列出几种:
1) 安全接地:使用交流电的设备必须通过黄绿色安全地线接地,否则当设备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时,会导致电击伤害。
2) 雷电接地:设施的雷电保护系统是一个独立的系统,由避雷针、下导体和与接地系统相连的接头组成。该接地系统通常与用做电源参考地及黄绿色安全地线的接地是共用的。雷电放电接地仅对设施而言,设备没有这个要求。
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
* 屏蔽接地:为了防止电路之间由于寄生电容存在产生相互干扰、电路辐射电场或对外界电场敏感,必须进行必要的隔离和屏蔽,这些隔离和屏蔽的金属必须接地。
* 滤波器接地:滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容,当滤波器不接地时,这些电容就处于悬浮状态,起不到旁路的作用。
* 噪声和干扰抑制:对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
* 电路参考:电路之间信号要正确传输,必须有一个公共电位参考点,这个公共电位参考点就是地。因此所有互相连接的电路必须接地。
以上所有理由形成了接地的综合要求。但是,一般在设计要求时仅明确安全和雷电防护接地的要求,其它均隐含在用户对系统或设备的电磁兼容要求中。
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