地線造成的干擾以及解決的辦法

1、精品文檔地線造成的干擾以及解決的辦法（略談）圖片：圖片：圖片：什么是地線？通常我們認(rèn)為的地線定義是： 電路電位基準(zhǔn)點(diǎn)的等電位體。 這個(gè)定義其實(shí)不符合實(shí)際情況的。因?yàn)閷?shí)際地線上的電位并不是恒定的。如果用儀表測量一下地線上各點(diǎn)之間的電位，你會(huì)發(fā)現(xiàn)地線上各點(diǎn)的電位可能相差很大。正是這些電位差才造成了電路工作的異常。電路是一個(gè)等電位體的定義僅是人們對(duì)地線電位的理想期望。一個(gè)更加符合實(shí)際情況的定義是：信號(hào)流回源的低阻抗路徑。 這個(gè)定義中突出了地線中電流的流動(dòng)。 很容易理解地線中電位差的產(chǎn)生原因。因?yàn)榈鼐€的阻抗總不會(huì)是零，當(dāng)一個(gè)電流通過有限阻抗時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電壓降。地線的阻抗。談到地線的阻抗引起的地線上各點(diǎn)

2、之間的電位差能夠造成電路的誤動(dòng)作，許多人覺得不可思議： 我們用歐姆表測量地線的電阻時(shí)， 地線的電阻往往在毫歐姆級(jí)， 電流流過這么小的電阻時(shí)怎么會(huì)產(chǎn)生這么大的電壓降，導(dǎo)致電路工作的異常呢？。1 歡迎下載精品文檔要搞清這個(gè)問題，首先要區(qū)分開導(dǎo)線的電阻與阻抗兩個(gè)不同的概念。電阻指的是在直流狀態(tài)下導(dǎo)線對(duì)電流呈現(xiàn)的電阻， 而阻抗指的是交流狀態(tài)下導(dǎo)線對(duì)電流的阻抗， 這個(gè)阻抗主要是由導(dǎo)線的電感引起的。任何導(dǎo)線都存在電感，當(dāng)頻率較高時(shí)，導(dǎo)線的阻抗遠(yuǎn)大于直流電阻。而在實(shí)際電路中， 造成電磁干擾的信號(hào)往往是脈沖信號(hào)， 脈沖信號(hào)包含很多的高頻成分， 因此會(huì)在地線上產(chǎn)生較大的電壓。 而對(duì)于數(shù)字電路而言， 電路的工作頻

3、率是很高的， 因此地線阻抗對(duì)數(shù)字電路的影響是十分可觀的。如果將 10Hz 時(shí)的阻抗近似認(rèn)為是直流電阻，當(dāng)頻率達(dá)到上MHz 時(shí)，那么阻抗就非常大了，起碼是直流電阻的上萬倍。而對(duì)于射頻電流，當(dāng)電流流過地線時(shí)，電壓降是很大的。而增加導(dǎo)線的直徑對(duì)于減小直流電阻是十分有效的，但對(duì)于減小交流阻抗的作用是有限的。在電磁兼容中，我們最關(guān)心的是交流阻抗。降低導(dǎo)線電感是最有效的，例如使用扁平導(dǎo)線做地線，用多條相距較遠(yuǎn)的并聯(lián)導(dǎo)線作接地線。在這里提一下，兩根導(dǎo)線并聯(lián)時(shí)，它的電感是L =（ Lx + M ） / 2Lx 是單根導(dǎo)線的電感，M 是兩根導(dǎo)線之間的互感。我們可以看出，當(dāng)兩根導(dǎo)線相距較遠(yuǎn)時(shí)，互感是很小的。因此可

4、以通過多根接地導(dǎo)線來降低交流阻抗。地環(huán)路的干擾由于地線阻抗的存在，當(dāng)電流流過地線時(shí)，就會(huì)在地線上產(chǎn)生電壓。當(dāng)電流較大時(shí)，這個(gè)電壓可以很大。 例如附近有大功率用電器啟動(dòng)時(shí)， 會(huì)在地線在中流過很強(qiáng)的電流。 由于電路的不平衡， 每根導(dǎo)線上的電流不同， 因此會(huì)產(chǎn)生差模電壓，對(duì)電路造成影響。由于這種干擾是由電纜與地線構(gòu)成的環(huán)路電流產(chǎn)生的， 因此成為地環(huán)路干擾。 更重要的是地環(huán)路中的電流還可以由外界的電磁場感應(yīng)出來。想想我們的空間是充滿電磁場的。解決的辦法是盡量減少環(huán)路面積（減少對(duì)外界干擾的敏感度）和切斷地環(huán)路電流。大家可以研究一下PPA的浮地技術(shù)， 這個(gè)是一個(gè)很好的消除地環(huán)路電流的辦法。我們也可以通過一

5、個(gè)電感來接地， 這樣對(duì)于頻率較低的交流電流接地阻抗是很小的，對(duì)于頻率較高的交流電流接地阻抗是很大的， 從而減少了地環(huán)路電流。 另一個(gè)最有效的切斷地環(huán)路電流的方法是使用光電隔離，這個(gè)大家自己去研究一下了。公共地阻抗的干擾當(dāng)幾個(gè)電路共用一段地線時(shí)， 由于地線的阻抗， 一個(gè)電路的地電位會(huì)受另一個(gè)電路工作電流的調(diào)制。這樣一個(gè)電路中的信號(hào)會(huì)耦合進(jìn)另一個(gè)電路，這種耦合稱為公共地阻抗耦合。特別在數(shù)字電路中，由于信號(hào)的頻率較高，地線往往呈現(xiàn)較大的阻抗。這時(shí)，如果存在不同的電路共用一段地線，就可能出現(xiàn)公共地阻抗耦合的問題，形成干擾現(xiàn)象。這就是 DIYer 所常見的問題。消除公共地阻抗耦合的途徑有兩個(gè)。一個(gè)是減小

6、公共地線部分的阻抗， 這樣公共地線上的電壓也隨之減小，從而控制公共地阻抗的耦合。2 歡迎下載精品文檔另一個(gè)方法是通過適當(dāng)?shù)慕拥胤绞奖苊馊菀紫嗷ジ蓴_的電路共用地線，一般要求盡量避免：強(qiáng)電電路和弱電電路共用地線， 輸入和輸出電路共用地線， 數(shù)字電路和模擬電路共用地線等。 如上所說，減小地線阻抗的核心問題是減小地線的電感。通過適當(dāng)?shù)慕拥胤绞奖苊夤驳刈杩垢蓴_的方法是單點(diǎn)接地。 單點(diǎn)接地的缺點(diǎn)是接地的導(dǎo)線過多。 因此在實(shí)際中， 可以不必要所有電路都單點(diǎn)接地，對(duì)于相互干擾較少的電路，可以采用串聯(lián)單點(diǎn)接地。例如，可以將電路按照強(qiáng)信號(hào)，弱信號(hào)，輸入信號(hào)，輸出信號(hào)，模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)等分類，然后在同類電路內(nèi)部

7、用串聯(lián)單點(diǎn)接地，不同類型的電路采用并聯(lián)單點(diǎn)接地?？傊?，地線造成電磁干擾的主要原因是地線存在阻抗，當(dāng)電流流過地線時(shí)，會(huì)在地線上產(chǎn)生電壓，這就是地線噪聲。在這個(gè)電壓的驅(qū)動(dòng)下，會(huì)產(chǎn)生地線環(huán)路電流，形成地環(huán)路干擾。當(dāng)幾個(gè)電路共用一段地線時(shí)，會(huì)形成公共阻抗耦合。解決地環(huán)路干擾的方法有減少環(huán)路面積，切斷地環(huán)路電流。解決公共阻抗耦合的方法是減小公共地線部分的阻抗，或采用單點(diǎn)接地，徹底消除公共阻抗最后說一句設(shè)置一根地線之前， 要想清楚它起什么作用， 是減小了回路面積？還是對(duì)耦合起到了隔離的作用。當(dāng)?shù)鼐€面上有縫隙時(shí)，信號(hào)回流不能跨過縫隙，而要繞著縫隙走，這樣就形成不了較小的信號(hào)環(huán)路，產(chǎn)生較大的輻射和敏感度問題。 因此，在布線時(shí)，要盡量避免在地線面上形成較長的縫隙。由于趨膚效應(yīng)，電流僅在導(dǎo)體表面流