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阅读:5 发布时间:2023-07-01 08:37:43
“地”对不同的工程师代表不同的含义一、来源电子行业上最先使用“地”这个名词是在电报(telegraph)时代在早期美国的西部牛仔片,劫匪在抢了银行后射断一条电杆上之电线,让银行无法通知隔壁城镇派出警卫队追捕。
这里的电线只有一条,现在的我们知道,电流必须要形成一个完整的环路,由发送到接收,然后必须要再回发送端但是在当时,电线的价格是非常昂贵的早期的资本家发现若是发送的一端与接收的一端都接到大地的话,这样就只要一条线而且还能很好的运作。
如图,发送端与接收端都“接地”而形成电报回路
这种对于信号脉冲在每秒5个脉冲以下时,这是一个绝佳的方式不管地面的传导性如何,信号还是可以传输缺点也很明显,当信号速率提升时这种方式完全无法使用,因为当频率提升时地面的阻抗也很快速的增加此时必须考虑到整个的电流路径。
不能只是直接的传输路径(信号路径),同时还包括回返电流路径(信号回返电流)
二、安全地
接地的其中一个主要目的是为了安全如图中的机箱,若外壳没有接地,当电源线与外壳之间的绝缘良好时,就算外壳上的感应电压很高,但是人接触外壳时也不会发生危险,因为流过人体的电流非常小最坏的情况是电源线与外壳之间短路,这时全部电流流过人体。
除此之外接地还能为雷击电流提供一条泄放路径,当设施或设备中装有浪涌抑制器时,接地是必要的,否则无法泄放浪涌能量这时,不仅要接地,而且还要“接好地”,也就是,接地的阻抗还必须很低,对于许多静电敏感的场合,接地还是泄放电荷的主要手段。
三、地的干扰在EMC中,地线会引发干扰问题,所以很多时候分析干扰的时候会用示波器查看地线上的噪声,更多的时候我们发现地线上有干扰噪声,但是不知道怎么来的,也不知道如何解决其中的一个原因是因为电流流过一个电阻时,就要在电阻上产生电压。
我们用作地线的导体都是有一定阻抗的因此地线电流流过地线时,就会在地线上产生电压我们在设计电路时,往往将地线作为所有电路的公共地线,因此地线上的电流成分很多,电压也很杂乱,这就是地线噪声电压如下图,电路1到电路3都接地,但是接地的点电路1阻抗与电路3差异非常大。
解决办法:设计之初尽量减小地线的阻抗,地线尽量减少寄生电感。灵活使用接地方式,避免出现两端地不平衡。
四、总结在实际应用中,或多或少都会遇到各种的EMC困扰对于这些困扰有部分就是因为地线干扰造成这个时候我们可以用示波器观察到地线上的噪声来确认,对于这种情况就需要通过改善接地的阻抗,还可以合理运用一些共模电感,因为地线电压实际上也是一种共模电压,其实只要找到导致地干扰的原因,再针对性的去做措施,地线上就不会有影响其它问题的干扰。
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