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1、2005年4月宇航计测技术Apr.,2005第25卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.25,No.2文章编号:1000-7202(2005)02-0046-04中图分类号:TN911.23文献标识码:A微弱信号检测系统中的接地与屏蔽技术分析温世仁(中国航天科技集团公司第一计量测试研究所,北京100076)摘要讨论分析了测试中常见的几种接地方法:单点串联接地、单点并联接地、多点接地和浮点接地,并总结出了在微弱信号检测系统中电路接地设计应注意的问题。另外,文章也简单讨论了与接地技术非常密切的屏蔽技
2、术,并得出在屏蔽设计时应遵循的原则。关键词微弱信号屏蔽接地TheGroundingandShieldingTechnicalAnalysisontheMeasurementSystemofDelicacySignalWENShi2ren(TheFirstMetrologyandMeasurementInstituteofCASC,Beijing100076)AbstractSeveralgroundingmethodsusuallyusedinmeasurementsystemarediscussedandafewcon2clusionsongroundin
3、ginthedesignofdelicacysignalmeasurementsystemsamearegotten.Theshieldingtech2nologyrelatedtothegroundingisintroducedalso,andtheprinciplesshouldbefollowedindesignarepointedout.KeywordsDelicacysignalShieldingGrounding1引言2接地技术在微弱信号检测中,由于有用信号极其微弱,其一个测量系统,总是由若干部件单元组成,各单量级通常低于μV,容易被强大的噪声所
4、淹没,因此元若电位不统一,会引起互相干扰。接地可以统一通常需要应用合理的屏蔽和接地技术,最大限度地各单元的基本电位。这是接地的基本目标之一。另降低外部的干扰、耦合等噪声。所以,正确掌握屏蔽外,接地也可以滤除进线干扰,有时利用接地也可以和接地技术,对于微弱信号检测系统的设计有很重节省一条信号线,当然接地也可以用于防雷击等等,要的意义。我们这里主要关心统一各单元基本电位的接地。正收稿日期:2004211210作者简介:温世仁(1977-),男,硕士研究生,主要从事电学计量测试技术与仪器的研究。第2期微弱信号检测系统中的接地与屏蔽技术分析·47·确的接地可以克服干
5、扰的影响,不得当的接地,甚至联接地,多点接地,浮点接地。会加大干扰的影响,所以需要对不同的接地方法加2.1单点串联接地以分析。常见的接地方法有:单点串联接地,单点并单点串联接地的接法及其分析电路如图1所示。图1单点串联接地在串联接地法中,每个电路单元的地电流都会单点并联接地的接法及其分析电路如图2所产生各自不同的地电位(参考电位),即示。在这种情况下,三个电路单元各自的参考电位VA=(I1+I2+I3)Z1分别为VA=I1Z1、VB=I2Z2、VC=I3Z3,在不考虑VB=(I1+I2+I3)Z1+(I2+I3)Z2它们之间存在互感的情况下,各电路的参考电位
6、只VC=(I1+I2+I3)Z1+(I2+I3)Z2+I3Z3与本电路的地电流、地线阻抗有关,而与其它电路无显然VA、VB、VC各不相等。若I1、I2、I3中有任关,地电流各自独立、互不干扰,是一种在微弱信号一发生变化,都将使VA、VB、VC变化,即将相互干检测电路中常用的好方法。但这种方式因为有很多扰。干扰的大小,决定于各接地阻抗Z及变化电流根接地连线,因此常会带来较大的布线电容和电感,ΔI的大小。假设仅考虑接地电阻(不考虑接地电感对排除外来的电磁干扰不利。尤其在高频时,因为各L),若R1=0.05Ω,I3有1mA的变化量,则VA将路地线电感之间的互感将造
7、成噪声的耦合。因此,这有50μV的变化,这个变化电压对于微弱信号检测种接地法适用于低频电路,高频电路不宜采用。是十分大的。所以,这种接地法不适合应用于微弱信2.3多点接地号检测系统。但由于它比较简单,在其它场合中还是在考虑接地时,有时为了降低接地阻抗,经常使常被采用。电路就近接地,这就是多点接地。多点接地的接法及2.2单点并联接地其分析电路如图3所示。图2单点并联接地图3多点接地·48·宇航计测技术2005年由分析电路(b)可知,多点接地存在一个很大接,它有二个接地点:信号源地和电路单元地,信号的弊端:由于各接地点间存在电位差,所以将给电路线用双芯屏蔽电缆,
8、图(a)是信号源和电路单元都系统引入共模干扰。因此,
