电磁兼容课件第10讲.ppt

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1、第十讲信号接地与屏蔽体接地龚建强西安电子科技大学2012年4月10号10.1信号接地信号接地是为设备、系统内部各种电路的信号电压提供一个零电位的公共参考点或面。设备的底座或者外壳往往采用接地导线连接至大地，接地面的电位一旦出现不稳定，就会导致电子设备工作的不稳定。复杂系统中，既有高频信号，又有低频信号；既有强电电路，又有弱电电路；既有模拟电路，又有数字电路；既有频繁开关动作的设备，又有敏感度极高的弱信号装置。通常将所有电路按信号特性分成四类，分别接地，形成四个独立的接地系统，每个接地系统可采用不同的接地方式。第一类

2、接地系统是敏感信号和小信号电路的接地系统。它包括低电平电路、小信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器电路等的接地。因这些电路工作电平低，易受到电磁骚扰而出现电路失效或电路性能降级现象，所以小信号电路的接地导线应避免混杂于其它电路中。第二类是非敏感信号或者大信号电路的接地系统。它包括高电平电路、末级放大器电路、大功率电路等的接地。这些电路中的工作电流都比较大，从而其接地导线中的电流也比较大，容易通过接地导线的耦合作用对小信号电路造成干扰，使小信号电路不能正常工作，因此必须将其接地导线与小信号接地导线分开设

3、置。第三类是骚扰源器件、设备的接地系统。它包括电动机、继电器、开关等产生强电磁骚扰的器件或者设备。这类器件或者设备在正常工作时，会产生冲击电流、火花等强电磁骚扰。这样的骚扰频谱丰富，瞬时电平高，往往使电子电路受到严重的电磁干扰，因此，除了采用屏蔽技术抑制这样的骚扰外，还必须将其接地导线与其它电子电路的接地导线分开设置。第四类是金属构件的接地系统。它包括机壳、设备底座、系统金属构架等的接地，其作用是保证人身安全和设备工作稳定。信号接地工程实践中，也采用模拟信号地和数字信号地分别设置，直流电源地和交流电源地分别设置，以

4、抑制电磁骚扰。电路、设备的接地方式有单点接地、多点接地、混合接地和悬浮接地。单点接地单点接地只有一个接地点，所有电路、设备的地线都必须连接到这一接地点上，以该点作为电路、设备的零电位参考点(面)。地线串联一点接地图1为一共用地线串联一点接地的示例。其中，电路1、电路2、电路3注入地线(接地导线)的电流分别依次为I1、I2、I3；R1为A点至接地点之间的一段地线(AG段)之电阻；AG段地线是电路1、电路2和电路3的共用地线；R2为BA段的地线电阻；BA段地线是电路2和电路3的共用地线；R3为CB段的地线电阻；点G为共

5、用地线的接地点。共用地线上A点的电位：信号接地UA＝(I1＋I2＋I3)R1(10-1)共用地线上B点的电位：UB＝UA＋(I2＋I3)R2＝(I1＋I2＋I3)R1＋(I2＋I3)R2(10-2)共用地线上C点的电位：UC＝UB＋(I3R3)＝(I1＋I2＋I3)R1＋(I2＋I3)R2＋I3R3(10-3)通常地线的直流电阻不为零，且高频时地线的交流阻抗比其直流电阻大，导致A、B、C点的电位不为零，各点电位受到所有电路注入地线电流的影响。从抑制干扰的角度，这种接地方式是最不适用的。但其结构比较简单，各电路的接地

6、引线比较短，其电阻相对小，所以，这种接地方式常用于设备机柜中的接地。信号接地图1共用地线串联一点接地如果各个电路的接地电平差别不大，也可以采用这种接地方式，否则，高电平电路会干扰低电平电路。采用共用地线串联一点接地时必须注意，要把具有最低接地电平的电路放置在最靠近接地点G的地方，即图1中的A点，以便B点和C点的接地电位受其影响最小。独立地线并联一点接地信号接地图2独立地线并联一点接地(10-4)图2是独立地线并联一点接地的等效电路图，其优点是，各电路的地电位只与本电路的地电流及地线阻抗有关，不受其它电路的影响。但是

7、，独立地线并联一点接地方式存在以下缺点：第一，因各个电路分别采用独立地线接地，需要多根地线，势必会增加地线长度，从而增加地线阻抗，导致使用比较麻烦，结构笨重。第二，这种接地方式会造成各地线相互间的耦合，且随着频率增加，地线阻抗、地线间的电感及电容耦合都会增大。第三，这种接地方式不适用于高频。如果系统的工作频率很高，以致工作波长λ＝c/f缩小到可与系统接地平面的尺寸或接地引线的长度比拟时，就不能再用这种接地方式了。如当地线的长度接近于λ/4时，它就像一根终端短路的传输线，由分布参数理论可知，终端短路λ/4线的输入阻抗

8、为无穷大，即相当于开路，此时地线不仅起不到接地作用，而且将有很强的天线效应向外辐射干扰信号，所以，一般要求地线长度不应超过信号波长的1/20。综上，这种接地方式只适用于低频。信号接地多点接地多点接地是指某一个系统中各个需要接地的电路、设备都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地线的长度最短，如图3所示。这里说的接地平面，可以是设备底座，也可以是贯通整个系统的