电子电气设备的接地

要解决的主要接地问题是系统接地。

系统接地线既是各电路中的静态动态电流通道，又是各级电路通过共同的接地阻抗而相互耦合的途径，从而形成电路间相互干扰的薄弱环节。可以肯定地讲，电子电气设备中的一切抗干扰措施，几乎都无一例外的与接地有关。因此，正确的接地是抑制噪声和防止干扰的主要途径，它不仅能保证电子电气设备正常、稳定和可靠地工作，而且能提高电路的工作精度。反之，不正确的接地，会降低电路的工作精度，严重时还会导致电子电路无法正常工作，陷入系统瘫痪的境地。

电子电气设备中的系统接地是否要接大地和如何接大地，与系统的工作稳定性有着极其密切的关系，这是电子电气设备接地系统技术中的重要议题。电子电气设备的系统接地方式有三种：

（1）浮空地

“浮空”就是不接大地，任其悬浮的一种方式，它的实质是使电路的某一部分与“大地线”完全隔离，从而抑制来自接地线的干扰。由于没有电气上的联系，因而也就不可能形成地环路电流而产生地阻抗的耦合干扰。图3及图4是两种浮空地。浮空地方式具有这一主要优点，但也有其不足之处：

图3设备悬浮地

图4单元悬浮地

图5浮地电位波动产生干扰

研究成果表明，一个较大的电子电气控制设备，由于存在较大的对地分布电容，它的基准电位将会受电磁场的干扰（通过分布电容），使得电路产生位移电流，而难以正常工作。在电子电气控制设备的工作速度提高、感应增大、输入输出增多或加长的情况下，其对地分布电容就会增大，继而加大位移干扰电流。另外，由于分布电容的存在，容易产生静电积累和静电放电，在雷电情况下，还会在机箱和单元之间产生飞弧，甚至使操作人员遭到电击。所以对于比较复杂的电磁环境，“浮地方式”是不太适宜的。图5所示电路中分布电容C，在外界干扰的作用下会产生干扰电势e。

（2）系统地直接接大地

这种接地方式的优缺点恰好与“浮空地”方式相反，当电子电气控制设备的分布电容较大时，宜采用直接接大地方式，但要注意选择接地点的位置及其接地点的多少，只要合理选择，便能把干扰降低到最低程度。

（3）电容接地方式

经电容把系统地与大地连接起来，接地电容多为高频电容，它提供对“系统地”至“大地”高频干扰分量的通路，相当于一个高通滤波器，从而抑制了由对地分布电容所造成的影响。这种接地方式只适合于低频系统，所用电容应具有良好的高频特性和足够的耐压值，电容量一般2μF～10μF。

4系统地接地的原则

41低频电路的接地原则

低频电路的接地，应坚持一点接地的原则，而在一点接地的原则中，又有串联和并联之区别。如图6所示。

单点接地是为许多接在一起的电路提供共同参考点的方法，并联单点接地最为简单而实用，它没有公共阻抗耦合和低频地环路的问题。每一个电路模块都接到一个单点地上，每一个子单元在同一点与参考点相连。地线上其它部分的电流不会耦合进电路。这种接地方式在1MHz以下的工作频率下能工作得很好。但是，虽着频率的升高，接地阻抗随之增大，电路上会产生较大的共模电压。所以，单点接地不适合于高频电路。

42高频电路的接地原则

对于工作频率较高的电路和数字电路，由于各元器件的引线和电路的布局本身的电感都将增加接地线的阻抗，因而在低频电路中广泛采用的一点接地的方法，若用在高频电路容易增加接地线的阻抗，而且地线间的杂散电感和分布电容也会造成电路间的相互耦合，从而使电路工作不稳定。

为了降低接地线阻抗及其减少地线间的杂散电感和分布电容造成电路间的相互耦合，高频电路采用就近接地——即“多点接地”的原则，把各电路的系统地线就近接至低阻抗地线上，如图7所示。

一般来说，当电路的工作频率高于10MHZ时，应采用多点接地的方式。由于高频电路的接地关键是尽量减少接地线的杂散电感和分布电容，所以在接地的实施方法上与低频电路有很大的区别。

图6一点接地

(a)串联接地(b)并联接地

图7多点接地系统

(a)设备多点接地(b)单元多点接地

图8电子电气设备的混合接地

43整机系统的混合接地原则

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，系统内的低频部分需要单点接地，而高频部分需要多点接地。图8是某一电子电气设备的混合接地，把设备的地线分成三大类：电源地、信号地、屏蔽地。所有的电源地线都接到电源总地线上，所有的信号地线都接到信号总地线上，所有的屏蔽地线都接到屏蔽总地线上，三根总地线最后汇总到公共的参考地。

5结语

接地问题是一个貌