1、第二章 地线干扰与接地技术n为什么要地线n地环路问题与解决方法n公共阻抗耦合问题与解决方法n各种接地方法n电缆屏蔽层的接地 杨继深 2000安全地220V0V+杨继深 2000信号地定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径杨继深 2000地线引发干扰问题的原因V=I R地线电压地线电压地线是等电地线是等电位的假设不位的假设不成立成立电流走最小电流走最小阻抗路径阻抗路径我们并不知道我们并不知道地电流的确切地电流的确切路径路径地电流失地电流失去控制去控制杨继深 2000导线的阻抗Z=RAC+jLL 1H/m =1/(f r r)1/2 RAC=0.076r f1/2
2、 RDCr电流深度0.37II趋肤效应趋肤效应杨继深 2000导线的阻抗频率 Hz d=0.65cm 10cm 1m d=0.27cm 10cm 1m d=0.06cm 10cm 1m d=0.04cm 10cm 1m 10Hz 51.4 517 327 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429 7.14m 632 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5
3、 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115 高频时，导线的直径作用减小杨继深 2000金属条与导线的阻抗比较00.10.20.30.40.50.61 2 3 4 5 6 7 8 9 10S/W金属条阻抗/导线阻抗杨继深 2000地线问题地环路IGVGVN地环路I1I2杨继深 2000隔离变压器屏蔽层只能接2点！C2VG12C1屏蔽CPVGVSVNRL
4、杨继深 2000光隔离器发送发送接收接收RLRLVGVSVSVG光耦器件Cp杨继深 2000共模扼流圈的作用VsR1R1RLLVGIN1IN2ISVS+VN=R1/LVN/VGRL/（RS+RL）Mf杨继深 2000平衡电路对地环路干扰的抑制VGRS1VS1RS2RL2RL1VS2 IN1IN2ISVL杨继深 2000地线问题公共阻抗耦合电路1电路2地电流1地电流2公共地阻抗V改进1改进2杨继深 2000单点接地对噪声的抑制RC1RC1RC2RC2RSRSRGRGRLRLZSGVGVSVSVG杨继深 2000接地方式种类 信号接地方式 并联单点接地 串联单点接地 混合接地 多点接地 单点接地杨
5、继深 2000单点接地123123串联单点接地串联单点接地优点：简单优点：简单缺点：公共阻抗耦合缺点：公共阻抗耦合并联单点接地并联单点接地优点：无公共阻抗耦合优点：无公共阻抗耦合缺点：接地线过多缺点：接地线过多I1I2I3I1I2I3ABCABCR1R2R3杨继深 2000串联单点、并联单点混合接地模拟电路模拟电路1模拟电路模拟电路2模拟电路模拟电路3数字逻辑控制电路数字逻辑控制电路数字信息处理电路数字信息处理电路继电器驱动电路继电器驱动电路马达驱动电路马达驱动电路杨继深 2000线路板上的地线噪声噪声模拟模拟数字数字杨继深 2000长地线的阻抗设备设备Z0=(L/C)1/2RRLLCCFP1
6、=1/2(LC)1/2ZP=(L)2/RRAC RDC 串联谐振串联谐振并联谐振并联谐振杨继深 2000多点接地R1R2R3L1L2L3电路1电路2电路3地线阻抗一定保持很小，地线阻抗一定保持很小，避免公共阻抗耦合避免公共阻抗耦合镀银（减小表面电阻）镀银（减小表面电阻）良好搭接（减小地线阻抗）良好搭接（减小地线阻抗）宽金属板（减小电感）宽金属板（减小电感）杨继深 2000混合接地Vs地电流RsVs安全接地Rs安全接地地环路电流杨继深 2000放大器屏蔽壳的接地C1SC3SC2SC1SC3SC2S等效电路等效电路杨继深 2000屏蔽电缆的接地V0vHE磁场屏蔽磁场屏蔽电场屏蔽电场屏蔽高频低磁高频
7、低磁波屏蔽波屏蔽杨继深 2000电场屏蔽的电缆接地电缆接敏感电路的信号地，目的是电缆接敏感电路的信号地，目的是将屏蔽层的电位保持在地电位。将屏蔽层的电位保持在地电位。干扰频率较低干扰频率较低干扰频率较高干扰频率较高单点接地（否则出问题）单点接地（否则出问题）（在哪里接地？）（在哪里接地？）多点接地多点接地（间隔（间隔/20接地接地）杨继深 2000电缆多点接地带来的问题ISISLSRSVOUTMVINVINVOUT=VOUT+ISRS噪声噪声杨继深 2000电缆屏蔽层接地位置屏蔽双绞线屏蔽双绞线屏蔽双绞线屏蔽同轴线屏蔽同轴线屏蔽同轴线杨继深 2000低频磁场对电缆的干扰VNVN (d /dt)
8、=A(dB/dt)磁通回路面积A感应电压当面积一定时减小面积可以减小噪声减小面积可以减小噪声杨继深 2000抗磁场干扰的电缆接地方式VSVSVS只有两端接地的屏蔽层才能 屏蔽磁场杨继深 2000双绞线对磁场干扰的抑制理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因理想同轴线的信号电流与回流等效为在几何上重合，因此电缆上的回路面积为此电缆上的回路面积为0，整个回路面积仅有两端的部分，整个回路面积仅有两端的部分杨继深 2000抑制磁场干扰的试验数据1001M1M1M100100每米18节(A)(B)(D)(E)(C)0271313281M1M100100杨继深 2000抑制磁场干扰的实验数据 1001M1M1M100100每米18节(F)(G)(I)(J)(H)80557063771M1M100100杨继深 2000接地位置不当造成的干扰 稳压电源 稳压电源 火灾报警器 火灾报警器杨继深 2000
