第4章接地與搭接技術(shù)

1、第第4 4章章 接地與搭接技術(shù)接地與搭接技術(shù)接地的概念接地的概念基本接地方式基本接地方式 屏蔽體接地屏蔽體接地地回路干擾及其抑制地回路干擾及其抑制搭接搭接習(xí)題習(xí)題: 4.2，4.4，4.5，4.6，4.7，4.8PHNRelativement frquentTrs rareTerrecontact indirect接地的概念接地的概念指電路或系統(tǒng)的電位基準(zhǔn)面（相對(duì)電位零點(diǎn)）指電路或系統(tǒng)的電位基準(zhǔn)面（相對(duì)電位零點(diǎn)）接地的兩種含義：接地的兩種含義：（1） 電氣接地（強(qiáng)電）：提供放電通路電氣接地（強(qiáng)電）：提供放電通路。 （2）系統(tǒng)基準(zhǔn)系統(tǒng)基準(zhǔn)“地地” 指電路、設(shè)備、或系統(tǒng)與指電路、設(shè)備、或系統(tǒng)與“地

2、地”所所 建立的建立的低阻通路低阻通路。如設(shè)備外殼、金屬底座、屏。如設(shè)備外殼、金屬底座、屏 蔽罩、粗銅線、銅帶等。蔽罩、粗銅線、銅帶等。什么是地什么是地？真實(shí)情況真實(shí)情況: 地線為信號(hào)流回源的路徑地線為信號(hào)流回源的路徑;不為零不為零.地線阻抗不為零，電流流過(guò)有限阻抗時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致電壓降地線阻抗不為零，電流流過(guò)有限阻抗時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致電壓降;220V0VZ2Z1U1U2機(jī)箱機(jī)箱Z1 + Z2 Z2U2 U1Z1: 高壓部件與機(jī)箱間的阻抗；高壓部件與機(jī)箱間的阻抗；Z2: 機(jī)箱與大地之間的阻抗。機(jī)箱與大地之間的阻抗。 若不接地，若不接地，Z2為無(wú)限大，機(jī)箱為無(wú)限大，機(jī)箱 電壓就是電源電壓，電壓就是電源

3、電壓，危險(xiǎn)危險(xiǎn)! 若接地，若接地， Z2 = 0，U2 = 0, 安全安全安全地安全地 地線引發(fā)干擾問(wèn)題的原因地線引發(fā)干擾問(wèn)題的原因V = I R地線電壓地線電壓地線是等地線是等電位的假電位的假設(shè)不成立設(shè)不成立1 電流走最小電流走最小阻抗路徑阻抗路徑難以確定地難以確定地電流的確切電流的確切路徑路徑地電流失地電流失去控制去控制2 較大的信號(hào)較大的信號(hào) 回路面積回路面積 較強(qiáng)的電磁輻射較強(qiáng)的電磁輻射 電路間的互感耦電路間的互感耦增加對(duì)外的敏感度增加對(duì)外的敏感度3 地線地線電路中的電位參考點(diǎn)（相對(duì)電位零點(diǎn)）電路中的電位參考點(diǎn)（相對(duì)電位零點(diǎn)）傳統(tǒng)定義：傳統(tǒng)定義：地線地線 信號(hào)電流流回電源的信號(hào)電流流回

4、電源的低阻抗低阻抗路徑路徑新定義：新定義：信號(hào)地信號(hào)地單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地混合接地混合接地懸浮接地懸浮接地信號(hào)接地方式信號(hào)接地方式串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地信號(hào)接地方式的種類(lèi)信號(hào)接地方式的種類(lèi) 1. 單點(diǎn)接地（低頻）單點(diǎn)接地（低頻） 基本基本接地方式接地方式332321321)()(RIUURIIUURIIIUBCABA(1) 串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 各點(diǎn)的地電位相互影各點(diǎn)的地電位相互影 響較大，最容易引起響較大，最容易引起 干擾。干擾。 實(shí)踐處理實(shí)踐處理: 具有最低接地電平的電路放在具有最低接地電

5、平的電路放在 最靠近接地點(diǎn)的地最靠近接地點(diǎn)的地 方；方； 敏感設(shè)備放在最靠近接地點(diǎn)的敏感設(shè)備放在最靠近接地點(diǎn)的 地方；地方； 大功率電路與小功率電路的混大功率電路與小功率電路的混 合系統(tǒng)，應(yīng)避免單點(diǎn)接地合系統(tǒng)，應(yīng)避免單點(diǎn)接地。N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC 接地點(diǎn)的選擇接地點(diǎn)的選擇1231()ALUIII R接地點(diǎn)靠近最低電平電路接地點(diǎn)靠近最低電平電路N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC接地點(diǎn)靠近最高電平電路接地點(diǎn)靠近最高電平電路N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC121231231()()AHUI RIIRIIIRALAHUU 串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地 電路1電路2地

6、電流1地電流2公共地阻抗V改進(jìn)1改進(jìn)2( 2 ) 并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地332211RIURIURIUCBA優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 各電路互相不影響各電路互相不影響缺點(diǎn)缺點(diǎn): 1) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于使用；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于使用； 2）各地線間可能形成電容各地線間可能形成電容 性和電感性耦合。性和電感性耦合。結(jié)論結(jié)論：?jiǎn)吸c(diǎn)接地只適用于低頻電路：?jiǎn)吸c(diǎn)接地只適用于低頻電路 當(dāng)當(dāng)l 接近于接近于 /4時(shí)，有很強(qiáng)的天線效應(yīng)，向外輻射；時(shí)，有很強(qiáng)的天線效應(yīng)，向外輻射； 高頻時(shí)分布電容與分布電感的影響，難以實(shí)現(xiàn)真正的單點(diǎn)高頻時(shí)分布電容與分布電感的影響，難以實(shí)現(xiàn)真正的單點(diǎn) 接地。接地。各電路的地電位各電路的地電位R1R2

7、R3N1N2I1I2I3N3ABC2. 多點(diǎn)接地（高頻）多點(diǎn)接地（高頻）說(shuō)明說(shuō)明: 多點(diǎn)接地，應(yīng)盡可能減少接地線長(zhǎng)度，使高頻阻抗減多點(diǎn)接地，應(yīng)盡可能減少接地線長(zhǎng)度，使高頻阻抗減 至最小。一般情況下，電子設(shè)備往往以鍍銀版作為接至最小。一般情況下，電子設(shè)備往往以鍍銀版作為接 地子母線，以減少表面阻抗。地子母線，以減少表面阻抗。)()()(333222111LjRIULjRIULjRIUCBA各電路的地電位各電路的地電位優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 接地線較短，適用于高頻及數(shù)字電路。接地線較短，適用于高頻及數(shù)字電路。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 形成各種地回路，可能造成地回路干擾。形成各種地回路，可能造成地回路干擾。R2N2I2BL1

8、N1I1AR3I3N3CL2L3R1是否有比是否有比A、B兩點(diǎn)接地更好的接地方案兩點(diǎn)接地更好的接地方案?如何改進(jìn)如何改進(jìn)? RL UNRGUG RC1 RS RC2等效電路等效電路AB22CSCLRRRR通常通常22CABGGCRUURR則則2112()()LCLNABGLSCLSCGCR RRUUURRRRRRRR故故單點(diǎn)接地對(duì)噪聲的抑制單點(diǎn)接地對(duì)噪聲的抑制 在信號(hào)源的接地端接入一阻抗在信號(hào)源的接地端接入一阻抗ZSG22CSCLRRRR當(dāng)當(dāng)222CCABGGGCSGSGRRUUURRZZ則則121()LNABLSCLCGLSCSGRUURRRR RURRRZ故故 RL UNRGUG RC1

9、RS RC2等效電路等效電路AB ZSG2SGGCZRR且且SGZ 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，0NU 例：例：設(shè)設(shè)RC1RC21、RS500、RL10k、RG= 0.01、UG=10mV，試計(jì)算在放大器輸入端的干擾電壓值。，試計(jì)算在放大器輸入端的干擾電壓值。 若若在信號(hào)源與地之間加一個(gè)很大的阻抗在信號(hào)源與地之間加一個(gè)很大的阻抗ZSG=1M ，則，則4410110mV9.4mV10500110.014461010mV0.0095V(105001)10解：解：212()()LCNGLSCGCR RUURRRRR21()LCNGLSCSGR RUURRRZ接地干擾接地干擾電壓幾乎電壓幾乎全部施加全部施加于放大器

10、于放大器輸入端的輸入端的輸入端輸入端有效抑制了地干擾對(duì)放有效抑制了地干擾對(duì)放大器輸入端的影響。大器輸入端的影響。小結(jié)小結(jié)： 單點(diǎn)接地適用于低頻，多點(diǎn)接地適用于高頻；單點(diǎn)接地適用于低頻，多點(diǎn)接地適用于高頻；1MHzf 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 一般采用單點(diǎn)接地；一般采用單點(diǎn)接地；10MHzf 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 一般采用多點(diǎn)接地；一般采用多點(diǎn)接地； 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，若時(shí)，若 ，則采用多點(diǎn)接地；，則采用多點(diǎn)接地； 若若 ，則采用多點(diǎn)接地。，則采用多點(diǎn)接地。 /20l1MHz10MHzf/20l 如果電路對(duì)電壓降很敏感，則接地線長(zhǎng)度應(yīng)比如果電路對(duì)電壓降很敏感，則接地線長(zhǎng)度應(yīng)比 更?。桓?； 若電路只是一般敏感，則接地線

11、可大于若電路只是一般敏感，則接地線可大于 。/ 20/ 20準(zhǔn)則準(zhǔn)則/20 第一類(lèi)接地系統(tǒng)：第一類(lèi)接地系統(tǒng)： 敏感信號(hào)和小信號(hào)接地系敏感信號(hào)和小信號(hào)接地系統(tǒng)。包括低電平、小信號(hào)檢測(cè)、統(tǒng)。包括低電平、小信號(hào)檢測(cè)、傳感器輸入、前級(jí)放大、混頻傳感器輸入、前級(jí)放大、混頻器電路等。器電路等。 第二類(lèi)接地系統(tǒng)：第二類(lèi)接地系統(tǒng)： 非敏感信號(hào)或大信號(hào)接非敏感信號(hào)或大信號(hào)接地系統(tǒng)，包括高平電路、末地系統(tǒng)，包括高平電路、末級(jí)放大器電路以及大功率電級(jí)放大器電路以及大功率電路。路。（1）不同不同接地系統(tǒng)的特點(diǎn)接地系統(tǒng)的特點(diǎn)特點(diǎn)特點(diǎn)： 特別容易受到干擾，出現(xiàn)電特別容易受到干擾，出現(xiàn)電路失效或電路性能降低，接地導(dǎo)路失效或

12、電路性能降低，接地導(dǎo)線應(yīng)盡量避免混雜其他電路。線應(yīng)盡量避免混雜其他電路。特點(diǎn)特點(diǎn)： 必須將其與小信號(hào)接地必須將其與小信號(hào)接地線分開(kāi)設(shè)置。線分開(kāi)設(shè)置。3. 混合接地混合接地按照電路各自的特點(diǎn)，對(duì)不同的電路采用不同的接地方式。按照電路各自的特點(diǎn)，對(duì)不同的電路采用不同的接地方式。 第三類(lèi)接地系統(tǒng)：第三類(lèi)接地系統(tǒng)： 干擾源器件、設(shè)備的接地干擾源器件、設(shè)備的接地系統(tǒng)。如電動(dòng)機(jī)、繼電器、火系統(tǒng)。如電動(dòng)機(jī)、繼電器、火花塞等?；ㄈ取?第四類(lèi)接地系統(tǒng)：第四類(lèi)接地系統(tǒng)： 機(jī)殼、設(shè)備底座、系統(tǒng)機(jī)殼、設(shè)備底座、系統(tǒng)金屬構(gòu)架等。金屬構(gòu)架等。注意注意：工程實(shí)踐中，模電、數(shù)電以及信號(hào)地必須分別設(shè)置。直工程實(shí)踐中，模電、數(shù)

13、電以及信號(hào)地必須分別設(shè)置。直 流與交流地必須分別設(shè)置。流與交流地必須分別設(shè)置。特點(diǎn)特點(diǎn)： 干擾頻帶寬、瞬態(tài)電平高。干擾頻帶寬、瞬態(tài)電平高。除屏蔽外，必須與其它接地分除屏蔽外，必須與其它接地分開(kāi)設(shè)置。開(kāi)設(shè)置。特點(diǎn)特點(diǎn)： 保證人身安全和設(shè)備工保證人身安全和設(shè)備工作的穩(wěn)定。作的穩(wěn)定。 ( (2) ) 低頻電路的串、并聯(lián)混合接地低頻電路的串、并聯(lián)混合接地G低電平電路低電平電路高電平、強(qiáng)噪高電平、強(qiáng)噪聲電平電路聲電平電路機(jī)箱、機(jī)架機(jī)箱、機(jī)架 低電平電路低電平電路串聯(lián)接地串聯(lián)接地 高電平、強(qiáng)噪聲電平電路高電平、強(qiáng)噪聲電平電路串聯(lián)接地串聯(lián)接地 機(jī)箱、機(jī)架機(jī)箱、機(jī)架串聯(lián)接地串聯(lián)接地并聯(lián)接地并聯(lián)接地機(jī)架機(jī)架2機(jī)

14、架機(jī)架1機(jī)箱機(jī)箱機(jī)箱機(jī)箱串聯(lián)單點(diǎn)、并聯(lián)單點(diǎn)混合接地模擬電路模擬電路1模擬電路模擬電路2模擬電路模擬電路3數(shù)字邏輯控制電路數(shù)字邏輯控制電路數(shù)字信息處理電路數(shù)字信息處理電路繼電器驅(qū)動(dòng)電路繼電器驅(qū)動(dòng)電路馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路線路板上的地線噪聲噪聲模擬模擬數(shù)字?jǐn)?shù)字( ( 3 ) ) 高、低頻電路單點(diǎn)與多點(diǎn)混合接地高、低頻電路單點(diǎn)與多點(diǎn)混合接地低頻低頻：電容的阻抗大電容的阻抗大單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地高頻高頻：電容的阻抗小電容的阻抗小多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地N1N2N3低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)混合接地低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)混合接地如如：抗高頻干擾的低頻傳輸屏抗高頻干擾的低頻傳輸屏 蔽電纜。蔽電纜。低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)混合接地低頻

15、單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)混合接地 如圖，某電路，為一低電平視頻電路，在從音頻到高如圖，某電路，為一低電平視頻電路，在從音頻到高頻下，實(shí)現(xiàn)了低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)，避免了低頻地電流回頻下，實(shí)現(xiàn)了低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)，避免了低頻地電流回路的形成。路的形成。音頻端音頻端高頻端高頻端N1 N2大地或車(chē)輛的接地面大地或車(chē)輛的接地面注意注意: 避免電容與引線電感發(fā)生諧振。避免電容與引線電感發(fā)生諧振。高頻：高頻：電感的阻抗大電感的阻抗大單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地低頻：低頻：電感的阻抗小電感的阻抗小多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地N1N2N3高頻單點(diǎn)、低頻多點(diǎn)混合接地高頻單點(diǎn)、低頻多點(diǎn)混合接地如如：多個(gè)機(jī)箱安全接地，高頻電路則單點(diǎn)接地。多個(gè)機(jī)箱安全接

16、地，高頻電路則單點(diǎn)接地。低頻多點(diǎn)、高頻單點(diǎn)混合接地低頻多點(diǎn)、高頻單點(diǎn)混合接地 如圖，某電路，計(jì)算機(jī)及其外設(shè)，一般需要導(dǎo)線接地。但如圖，某電路，計(jì)算機(jī)及其外設(shè)，一般需要導(dǎo)線接地。但是容易引起電氣干擾，通過(guò)加線圈（是容易引起電氣干擾，通過(guò)加線圈（1mH：f = 50Hz，Z 0.4；f = 50k 1 MHz，Z 約為約為1K ）這種方式有助于抑制地線中的感）這種方式有助于抑制地線中的感應(yīng)、瞬變和干擾進(jìn)入邏輯總線應(yīng)、瞬變和干擾進(jìn)入邏輯總線浮地浮地 設(shè)備地線系統(tǒng)在電氣上設(shè)備地線系統(tǒng)在電氣上與大地相絕緣。與大地相絕緣。N1信號(hào)地信號(hào)地安全地安全地N2N3 利用懸浮機(jī)殼內(nèi)的屏蔽層降低地回路干擾利用懸浮機(jī)

17、殼內(nèi)的屏蔽層降低地回路干擾 可以避免安全接地回路中可以避免安全接地回路中 的干擾電流影響信號(hào)接地的干擾電流影響信號(hào)接地 回路?；芈?。 可以減少由于地電流引起可以減少由于地電流引起 的共模干擾；的共模干擾；優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)缺點(diǎn)：N1信號(hào)地信號(hào)地安全地安全地N2N3 減少由于不當(dāng)?shù)慕拥囟a(chǎn)減少由于不當(dāng)?shù)慕拥囟a(chǎn) 生的干擾；生的干擾； 對(duì)傳導(dǎo)干擾也有較好的抑對(duì)傳導(dǎo)干擾也有較好的抑 制作用。制作用。 不能適應(yīng)復(fù)雜的電磁環(huán)境，特不能適應(yīng)復(fù)雜的電磁環(huán)境，特 別是對(duì)于一個(gè)較大的電子系別是對(duì)于一個(gè)較大的電子系 統(tǒng)，對(duì)地的分布電容較大，不統(tǒng)，對(duì)地的分布電容較大，不 能做到真正的懸浮；能做到真正的懸?。?雷擊、靜電

18、感應(yīng)時(shí)，會(huì)擊穿絕雷擊、靜電感應(yīng)時(shí)，會(huì)擊穿絕 緣，甚至引起弧光放電。緣，甚至引起弧光放電。地回路干擾及其抑制地回路干擾及其抑制1. 地回路干擾地回路干擾 由地回路中的共模干擾電壓在受害回路輸入端引起的干擾由地回路中的共模干擾電壓在受害回路輸入端引起的干擾電壓。電壓。 地回路干擾的來(lái)源地回路干擾的來(lái)源: : 共地阻抗的共模干擾；共地阻抗的共模干擾； 場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的共模干擾。場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的共模干擾。地回路干擾模型地回路干擾模型信號(hào)電流信號(hào)電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流IGISZG 地回路耦合系數(shù)地回路耦合系數(shù): :(dB)20log/NGCLCUU計(jì)算地電流的等效電路計(jì)算地電流的等效電路UGIGZ

19、GZCZSZLGGGLCSUIZZZZ干擾源電壓干擾源電壓地阻抗地阻抗負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗線路阻抗線路阻抗電源阻抗電源阻抗地電流的計(jì)算地電流的計(jì)算2. 地回路干擾抑制技術(shù)地回路干擾抑制技術(shù) 在信號(hào)回路中使用隔離變壓器在信號(hào)回路中使用隔離變壓器 在信號(hào)回路中使用中和變壓器（在信號(hào)回路中使用中和變壓器（共模扼流圈）共模扼流圈） 在信號(hào)線上使用磁環(huán)在信號(hào)線上使用磁環(huán) 在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器或光纖在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器或光纖 使用差分放大器使用差分放大器原理原理：地回路被隔離變壓器阻隔地回路被隔離變壓器阻隔分析分析：由于繞組間存在由于繞組間存在分布電容分布電容， 仍會(huì)產(chǎn)生一定干擾仍會(huì)產(chǎn)生一定干擾1

20、1/()1 1/()LNGGLLRUUURj Cj CR或或21/11/()NGLUUCR討論討論:1LCR/1NGUU 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，對(duì)低頻干擾有較對(duì)低頻干擾有較好的抑制能力好的抑制能力提高抑制干擾能力的措施提高抑制干擾能力的措施: 減少繞組間的分布電容；減少繞組間的分布電容； 降低負(fù)載阻抗降低負(fù)載阻抗電路模型電路模型隔離變壓器對(duì)隔離變壓器對(duì)地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，1LCR/1/ 2NGUU3dBGNUU適用范圍適用范圍: ，即，即01LCR01/(2)LfCR結(jié)論結(jié)論： 不能傳輸直流信號(hào)，對(duì)低頻信號(hào)影響較大。因此，對(duì)直流不能傳輸直流信號(hào)，對(duì)低頻信號(hào)影響較大。因此，對(duì)

21、直流 和低頻信號(hào)電路不宜采用。和低頻信號(hào)電路不宜采用。 對(duì)低頻干擾有較好的抑制能力；對(duì)低頻干擾有較好的抑制能力； 變壓器的初、次級(jí)之間有寄生電容，對(duì)高頻干擾的抑制效變壓器的初、次級(jí)之間有寄生電容，對(duì)高頻干擾的抑制效 果不好；果不好；結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：兩個(gè)繞向相同、匝數(shù)相同的繞組構(gòu)成兩個(gè)繞向相同、匝數(shù)相同的繞組構(gòu)成電路電路2電路電路 1扼流圈的一扼流圈的一種安裝方式種安裝方式電路模型電路模型信號(hào)電流信號(hào)電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流UGUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路共模扼流圈對(duì)共模扼流圈對(duì)地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制 對(duì)于流過(guò)接地線的共模干擾電流，流經(jīng)兩線電流方向相同對(duì)于流

22、過(guò)接地線的共模干擾電流，流經(jīng)兩線電流方向相同, , 所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相長(zhǎng)，故扼流圈對(duì)回路干擾電流呈現(xiàn)高阻所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相長(zhǎng)，故扼流圈對(duì)回路干擾電流呈現(xiàn)高阻 抗，起到抑制地回路的作用。抗，起到抑制地回路的作用。 對(duì)于正常信號(hào)，流過(guò)的電流相反，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相消，對(duì)于正常信號(hào)，流過(guò)的電流相反，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相消， 對(duì)電流沒(méi)有影響，且不會(huì)切斷直流回路；對(duì)電流沒(méi)有影響，且不會(huì)切斷直流回路；原理：原理：電路模型電路模型信號(hào)電流信號(hào)電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流UGUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路 對(duì)干擾信號(hào)的抑制對(duì)干擾信號(hào)的抑制設(shè)兩繞組上的電流分別為設(shè)兩繞組上的電流分別為I1、I2 ，則，

23、則1 12122122GLGCUjL Ij MII RUjL Ij MII R2222212,()()CCCCCGLGLLLLR UR UIIj L RRR Rj L RRR R（令（令US0）UGML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路在一般情況下在一般情況下112,CLRRLLM2222221()1/NcLcGcLcLccUR RRUj L RRR Rj LRj L R2/1/ 1 ( /)NGCUUff當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，5Cff/1/5NGUU得得故故2/(2)CCfRL 扼流圈的截止頻率扼流圈的截止頻率I2I1 對(duì)信號(hào)的影響對(duì)信號(hào)的影響設(shè)兩繞組上的電流分別為設(shè)兩繞組上的電流分別為IS、I

24、G ，則，則122()()0()()SSLSGSGCSUIRjLIIj MIIRjLj MI222222()()()()CCCCCCSSLSSLLLRjL UIRRjLjLRRjL UUR RjL RRR（令（令UG0）結(jié)論結(jié)論：對(duì)高頻干擾具有較好的抑制能力對(duì)高頻干擾具有較好的抑制能力得得221/CSGSCCRIIIRjLjff1/5GSIIUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路IGISIS- - IG當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)5Cff22CCRfL原理原理：同縱向扼流圈：同縱向扼流圈1()0SSSIRjLj MI111/SSSSCjLIIIRjLjff結(jié)論結(jié)論：信號(hào)電流主要流經(jīng)同軸線的信號(hào)電流主要流

25、經(jīng)同軸線的 屏蔽層屏蔽層得得當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，5Cff1/1SII分析分析：由：由ARSLSBA構(gòu)成的構(gòu)成的 回路中回路中/(2)CSSfRL同軸線的截同軸線的截 止頻率止頻率電路電路1電路電路2UGZGMLSI1RSRL等效電路等效電路IGISABISI1IG同軸電纜同軸電纜對(duì)對(duì)地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制 鐵氧體磁環(huán)是高導(dǎo)磁率和高電阻率的材料，對(duì)高頻干擾有鐵氧體磁環(huán)是高導(dǎo)磁率和高電阻率的材料，對(duì)高頻干擾有很好的抑制損耗，而對(duì)低頻電路的損耗較小。很好的抑制損耗，而對(duì)低頻電路的損耗較小。對(duì)共模干擾的抑制對(duì)共模干擾的抑制電路電路1電路電路2UGZG電路電路1電路電路2UGZG對(duì)異模干擾的抑制對(duì)異

26、模干擾的抑制在信號(hào)線上使用鐵氧體磁環(huán)在信號(hào)線上使用鐵氧體磁環(huán)用光電耦合器斷開(kāi)地回路用光電耦合器斷開(kāi)地回路電路電路1電路電路2UGZG 光電耦合器對(duì)信號(hào)的傳輸光電耦合器對(duì)信號(hào)的傳輸 利用發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度隨通過(guò)它的電流的變化特征，利用發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度隨通過(guò)它的電流的變化特征，把電路把電路1的信號(hào)變換成強(qiáng)弱不同的光信號(hào)；光敏三極管再把強(qiáng)的信號(hào)變換成強(qiáng)弱不同的光信號(hào)；光敏三極管再把強(qiáng)弱不同的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流，從而完成電路弱不同的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流，從而完成電路1和電路和電路2之之間的信號(hào)傳輸。間的信號(hào)傳輸。使用光電耦合器抑制地回路干擾使用光電耦合器抑制地回路干擾用光電耦合器斷開(kāi)地回路用光

27、電耦合器斷開(kāi)地回路電路電路1電路電路2UGZG 光電耦合器對(duì)干擾的抑制光電耦合器對(duì)干擾的抑制 光電耦合器利用光來(lái)傳輸信光電耦合器利用光來(lái)傳輸信息，從輸入端傳送到輸出端的光息，從輸入端傳送到輸出端的光電耦合器件使得輸入和輸出在電電耦合器件使得輸入和輸出在電氣上完全隔絕，因而能有效地抑氣上完全隔絕，因而能有效地抑制干擾。制干擾。 光電耦合器適用于數(shù)字電路，不適用于模擬電路。光電耦合器適用于數(shù)字電路，不適用于模擬電路。 光電耦合器的輸入光電耦合器的輸入 輸出端之間的雜散電容（輸出端之間的雜散電容（0.3pF10pF） 限制了光電耦限制了光電耦 合器在高頻端的使用。合器在高頻端的使用。使用光電耦合器抑

28、制地回路干擾使用光電耦合器抑制地回路干擾用光纖消除地回路耦合用光纖消除地回路耦合電路電路1電路電路2UGZG 光纖的優(yōu)點(diǎn)是具有無(wú)感應(yīng)性和高度隔離性，相當(dāng)于在共光纖的優(yōu)點(diǎn)是具有無(wú)感應(yīng)性和高度隔離性，相當(dāng)于在共模地回路中引入一個(gè)高阻抗，能從比值上消除干擾，常用于模地回路中引入一個(gè)高阻抗，能從比值上消除干擾，常用于作強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的信號(hào)傳輸線以及作微弱檢測(cè)信號(hào)傳輸作強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的信號(hào)傳輸線以及作微弱檢測(cè)信號(hào)傳輸線。線。光纖光纖對(duì)對(duì)地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制差分放大器的輸出電壓差分放大器的輸出電壓 當(dāng)兩個(gè)輸入端對(duì)地平衡當(dāng)兩個(gè)輸入端對(duì)地平衡時(shí)，即為差分平衡器件。時(shí)，即為差分平衡器件。電路連接

29、電路連接電路電路1電路電路2UGZGKU0= K（U1 U2） U0輸入端輸入端 U1 U212輸出端輸出端公共端公共端差分放大器示意圖差分放大器示意圖K使用差分放大器抑制地回路干擾使用差分放大器抑制地回路干擾 對(duì)干擾的抑制對(duì)干擾的抑制，則，則12,LGLGRRRR通常通常120121122()()LLNGLCSLCRRUK UUKURRRRR0SR 若若0NU ，且，且1212,LLCCRRRR ，則，則RGRC1RC2U1U2BRL2RSRL1AUG U0RC1RGRL2RL1RSRC2 U1 U2US UGBA等效電路等效電路例例：UG=100mV，RG=0.1，RS=500 , RC1

30、=RC2=1 ， RL1=RL2=10K ，求，求UN=？若？若RL1=RL2=100K時(shí)時(shí), UN=？1211224.76mV()0.5mVLLNGLCSLCRRUURRRRR解解：1201122()LLNABLCSLCRRUKURRRRRABRR當(dāng)當(dāng)ABGUU，則，則RGRC1RC2U1U2BRL2RSRL1AUG U0RC1RGRL2RL1RSRC2 U1 U2US UGBA改進(jìn)電路改進(jìn)電路RRABABGABRUURR2111()LLSABLCSRRRRRRR其中其中如此，大為減如此，大為減少干擾，同時(shí)少干擾，同時(shí)對(duì)信號(hào)而言，對(duì)信號(hào)而言，也沒(méi)有增加輸也沒(méi)有增加輸入阻抗。入阻抗。4.5 電

31、纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地( 1 ) 放大器接地，信號(hào)源不放大器接地，信號(hào)源不 接地接地 f 1MHz時(shí)，電纜一般采時(shí)，電纜一般采 取取一端接地。一端接地。 四種可能的接地方式：四種可能的接地方式： A、B、C、D結(jié)論結(jié)論：方式：方式D最好最好 方式方式A 干擾會(huì)直接流入一干擾會(huì)直接流入一條芯線，產(chǎn)生干擾，條芯線，產(chǎn)生干擾，不不合適合適。 方式方式B112112()SNGGSCUUUCC 方式方式C0NU11112SNGSCUUCC 仍然不理想仍然不理想 方式方式D DUSUG1UG2ABCD12C1SC12C2SUSUG1UG2ABCD12C1SC12C2S( 2 ) 放大器不接地，信號(hào)

32、源接地放大器不接地，信號(hào)源接地結(jié)論結(jié)論：方式：方式A最好最好小結(jié)：小結(jié)： 當(dāng)電路有一個(gè)接地信號(hào)源與一個(gè)不接地的放大器連接時(shí)，當(dāng)電路有一個(gè)接地信號(hào)源與一個(gè)不接地的放大器連接時(shí)， 連接電纜的屏蔽層接地應(yīng)接至信號(hào)源的公共端；連接電纜的屏蔽層接地應(yīng)接至信號(hào)源的公共端； 當(dāng)電路有一個(gè)不接地信號(hào)源與一個(gè)接地的放大器連接時(shí)，當(dāng)電路有一個(gè)不接地信號(hào)源與一個(gè)接地的放大器連接時(shí)， 連接電纜的屏蔽層接地應(yīng)接至放大器的公共端。連接電纜的屏蔽層接地應(yīng)接至放大器的公共端。4.6 4.6 屏蔽盒接地屏蔽盒接地 1. 單層屏蔽盒的接地單層屏蔽盒的接地 放大器輸出端電壓，形成反饋，此反放大器輸出端電壓，形成反饋，此反 饋不除，放大器將產(chǎn)生自激震蕩。饋不除，放大器將產(chǎn)生自激震蕩。 消除此干擾的方法消除此干擾的方法：屏蔽盒與放大器：屏蔽盒與放大器 的公共端短接。的公共端短接。 注意注意：這種連接方式在放大器公共端不接地也適用。這種連接方式在放大器公共端不接地也適用。111SinNABSinj C ZUUj C Z33123SABSSSCUUCCC11/()i