電解離子接地極—多點(diǎn)接地與一點(diǎn)接地
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前面提到采用獨(dú)立接地體的一個(gè)經(jīng)常提出的理由是要避免信號(hào)干擾和消除“噪聲’。為了分析這一問(wèn)題,首先需要理解以下一些基本概念。
20世紀(jì)20、30年以前,干擾被稱為無(wú)線電頻率干擾Frequencylmerfer_ence—即,因?yàn)榻^大多數(shù)的噪聲和干擾信號(hào)出自于無(wú)線電頻率。現(xiàn)今,隨著日漸大量采用電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字技術(shù)、邏輯電路,現(xiàn)在的干擾被稱為電磁干擾。電磁干擾包含導(dǎo)電性電磁干擾和輻射件電磁干擾,導(dǎo)電性電磁干擾,其十?dāng)_能量通過(guò)導(dǎo)線或電纜從一電路傳送到一電路。減少導(dǎo)電性電磁干擾是通過(guò)電路的合理設(shè)計(jì),采用濾波器和電路的合理接地。輻射性電磁干擾,其能量是通過(guò)空氣中的電磁場(chǎng)傳送的,>在設(shè)計(jì)外殼和箱體時(shí),通過(guò)選用合理的屏蔽材料、構(gòu)造技術(shù)和設(shè)備布置以及采用合理的接地技術(shù)等來(lái)減少輻射性電磁干擾?其中處理好接地是防電磁干擾最重要的技術(shù)措施。
低頻干擾絕大部分是通過(guò)線路互相耦合而來(lái)的,即所謂共阻抗耦合:兩個(gè)電路電流流經(jīng)同—個(gè)公共阻抗時(shí),一個(gè)電路卜的電流在這個(gè)阻抗上形成的電扭就會(huì)影響到另—個(gè)電路,這就是共阻抗耦合。
如果一個(gè)公用的接地網(wǎng),在不N的地方分別接上連線,由于共阻抗耦合關(guān)系,各連線之間將有L/Sl、電壓,各連線的接地點(diǎn)電位不完全一樣。而l/gl、l/gj就是干擾電壓,經(jīng)放大后就叫能直接影響通信或者控制信號(hào)。
一個(gè)系統(tǒng)的三臺(tái)內(nèi)部有連接的設(shè)備,用多點(diǎn)接地方式接至一接地平面或接地母線上。由于各種干擾源感應(yīng)的電流在接地平面內(nèi)流動(dòng),并在A、B點(diǎn)和B、C點(diǎn)之間產(chǎn)生感應(yīng)電壓%和。因此,B、C三點(diǎn)不可能處于同一電位,這就出現(xiàn)下擾源,二臺(tái)設(shè)備的地線全都接于點(diǎn)B,因此避免了由電流L引發(fā)的公共阻抗耦合效應(yīng)。當(dāng)頻率低時(shí),A、iT、T點(diǎn)的電位基本上與B點(diǎn)的一樣。
那樣把各系統(tǒng)的接地線接到接地母線同一點(diǎn)或同一金屬平面上,這樣的連接方法叫“一點(diǎn)接地法”s—點(diǎn)接地法由于解決了各系統(tǒng)的接地線的等電位問(wèn)題,所以各系統(tǒng)之間的干擾問(wèn)題初步得到了解決,尤其是50Hz工頻信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的干擾基本消除,所以一點(diǎn)接地法在工程上得到廣泛應(yīng)用。
一點(diǎn)接地消除了公共阻抗耦合和低頻接地環(huán)路引起的干擾。一點(diǎn)接地能很好地工作于1MHz及以下的頻率,并且當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)的尺寸較小時(shí)(最大尺寸小于;々0,;為干擾信號(hào)的波長(zhǎng))甚至可以應(yīng)用到10MHz。
當(dāng)電磁干擾和信號(hào)的頻率增加時(shí),電氣上的等效電路更像圖4-8那樣有分布電感、分布電容及引線電阻,而引飛振效應(yīng)。在髙頻下,S和C,點(diǎn)的電位與B點(diǎn)不同,每點(diǎn)對(duì)B點(diǎn)來(lái)說(shuō)通常總有某些不確定的電壓。
當(dāng)信號(hào)或電磁干擾的頻率相當(dāng)髙或采用髙速傳輸速率時(shí),電容耦合效應(yīng)將會(huì)產(chǎn)生某種干擾耦合。這時(shí)引線長(zhǎng)度成為主要矛盾,電解離子接地極必須采用多點(diǎn)短連線接地方式,以最短連接線連接到地平面(零伏基準(zhǔn)電位平面)上,使串聯(lián)阻抗減至最小,并將駐波減至最少。接地平面可以是設(shè)備的機(jī)殼,或遍布整個(gè)系統(tǒng)的接地線(網(wǎng)可能時(shí),選用一大的導(dǎo)電體作為接地平面。多點(diǎn)接地方式應(yīng)用于高頻電路(/>10MHz)。多點(diǎn)接地的優(yōu)點(diǎn)是允許存在許多接地環(huán)路,這可能對(duì)同時(shí)使用較低頻率的電路是有害的,在這種情況下,可以采用混合接地的方法。
所謂混合接地,是在一部設(shè)備內(nèi)的各電路板,以最短的導(dǎo)線與機(jī)殼連接,或者信號(hào)電路相關(guān)的幾部設(shè)備以最短的導(dǎo)線1if同一個(gè)金屬體連接接地,然后多臺(tái)設(shè)備分別引金屬線接到地網(wǎng)的同一點(diǎn)上。在丄程上最簡(jiǎn)單、最有效、最經(jīng)濟(jì)的辦法是在交流電源送進(jìn)房屋的總開關(guān)處,把中性線重復(fù)接地(或把中性線接到房屋的結(jié)構(gòu)主鋼筋上),然后在電源中性線處引出一條PE線連接所有應(yīng)該接地的點(diǎn)。
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