基本技術分析:電磁兼容接地技巧
發布時間:2019-01-17 責任編輯:xueqi
【導讀】接地是電路或係統正常工作的基本技術要求之一,也是EMC性能高低之關鍵因素。在電子設備中,合理地應用接地技術,能抑製電磁噪聲,大大提高係統的抗幹擾能力,減少EMI。並且良好的接地對電磁場有很好的屏蔽作用,能釋放設備機殼上積累的大量的電荷,從而避免產生靜電放電效應。
在設計一個產品時,在設計期間就考慮到接地是最經濟的方法。一個設計良好的接地係統,不僅從PCB,而且能從係統的角度防止輻射和進行係敏感度的防護。
有關接地係統所關心的重要領域包括:
①通過對高頻元件的仔細布局,減小電流環路的麵積或使其極小化。
②對PCB或係統分區時,使高帶寬的高頻電路與低頻電路分開。
③設計PCB或係統時,使幹擾電流不通過公共的接地回路影響其他電路。
④仔細選擇接地點以使環路電流,接地阻抗及電路的轉移阻抗最小。
⑤把通過接地係統的電流考慮為注入或從電路中流出的噪聲。
⑥把非常敏感的(低噪聲容限)的電路連接到一穩定的接地參考源上。
首先了解一下接地的分類及相關定義,根據接地的作用不同,將設備的“地”分成以下3大類:
工作地
工作接地是為電路正常工作而提供的一個基準電位。該基準電位可以設為電路係統中的某一點、某一段或某一塊等。當該基準電位不與大地連接時,視為相對的零電位。這種相對的零電位會隨著外界電磁場的變化而變化,從而導致電路係統工作的不穩定。當該基準電位與大地連接時,基準電位視為大地的零電位而不會隨著外界電磁場的變化而變化。
根據電路的性質,將工作接地分為不同的種類,比如直流地、交流地、數字地、模擬地、信號地、功率地、電源地等。上述不同的接地應當分別設置。
這裏重點介紹信號地和功率地:
信(xin)號(hao)地(di)是(shi)各(ge)種(zhong)物(wu)理(li)量(liang)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)信(xin)號(hao)源(yuan)零(ling)電(dian)位(wei)的(de)公(gong)共(gong)基(ji)準(zhun)地(di)線(xian)。信(xin)號(hao)地(di)的(de)較(jiao)好(hao)定(ding)義(yi)是(shi)信(xin)號(hao)流(liu)回(hui)源(yuan)的(de)一(yi)個(ge)低(di)阻(zu)抗(kang)路(lu)徑(jing)。這(zhe)個(ge)定(ding)義(yi)突(tu)出(chu)了(le)電(dian)流(liu)的(de)流(liu)動(dong)。當(dang)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)有(you)限(xian)阻(zu)抗(kang)時(shi),必(bi)然(ran)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)壓(ya)降(jiang),因(yin)此(ci)這(zhe)個(ge)定(ding)義(yi)反(fan)映(ying)了(le)實(shi)際(ji)地(di)線(xian)上(shang)的(de)電(dian)位(wei)情(qing)況(kuang)。
功率地是負載電路或功率驅動電路的零電位的公共基準地線。由於負載電路或功率驅動電路的電流較強、電壓較高,所以功率地線上的幹擾較大。因此功率地必須與其它弱電地分別設置。
安全地
安全接地即將機殼接大地。一是防止機殼上積累電荷,產生靜電放電而危及設備和人身安全;二是當設備的絕緣損壞而使機殼帶電時,促使電源的保護動作而切斷電源,以便保護工作人員的安全。
有時,為防止雷擊而設置避雷針,以防止雷擊時危及設備和人身安全。為安全考慮,要直接接在大地上。
出於電磁兼容需要接地
除了設備工作和安全保護之外,有時設計人員對設備還需要采取一些措施,比如屏蔽、濾波等,這些也是需要接地的,因此有時還用到下麵的地。
(1)屏蔽接地:dianluzhijianyouyujishengdianrongbixujinxingbiyaodegelihepingbi,tigonggeizhexiegelihepingbidejinshudedixian。pingbiyujiediyingdangpeiheshiyong,cainengqidaopingbidexiaoguo。pingbijiedizhuyaobaokuodianludepingbizhaojiedi、電纜的屏蔽層接地和係統的屏蔽體接地。
(2)濾波接地:濾(lv)波(bo)器(qi)中(zhong)一(yi)般(ban)都(dou)包(bao)含(han)信(xin)號(hao)線(xian)和(he)電(dian)源(yuan)線(xian)到(dao)地(di)的(de)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong),提(ti)供(gong)給(gei)這(zhe)些(xie)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)的(de)接(jie)地(di),如(ru)果(guo)不(bu)接(jie)地(di),這(zhe)些(xie)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)就(jiu)出(chu)於(yu)懸(xuan)浮(fu)狀(zhuang)態(tai),起(qi)不(bu)到(dao)旁(pang)路(lu)的(de)作(zuo)用(yong)。
(3)噪聲和幹擾抑製:對內部噪聲和外部幹擾的控製需要設備和係統上的許多點與地相連,從而為幹擾信號提供最低阻抗的通道。
(4)靜電接地:非導電用的導體器件接地,泄放靜電和防止接受無線電波再發射。
根據上述的接地分類情況,我們發現其實接地的真正功能主要有兩個,那就是提供安全和信號“零電位”兩種作用,因此可以更通俗易懂的將接地分為“安全地”和“信號地”兩種。安全地是為了設備電氣安全,一般與大地相連,保證接地的設備與大地處於同一個電位;信號地是為了電路能夠正常工作,不一定與大地相連接,可以是任何定義為電位參考點的位置。
8.1.3 接地方式
接jie地di沒mei有you一yi個ge很hen係xi統tong的de理li論lun或huo模mo型xing,人ren們men在zai考kao慮lv接jie地di時shi隻zhi能neng依yi靠kao他ta過guo去qu的de經jing驗yan或huo從cong書shu上shang看kan到dao的de經jing驗yan。接jie地di的de方fang法fa很hen多duo,具ju體ti使shi用yong那na一yi種zhong方fang法fa取qu決jue於yu係xi統tong的de結jie構gou和he功gong能neng。接jie地di的de方fang式shi可ke以yi分fen為wei三san種zhong:單點接地,多點接地和混合接地。其中單點接地可以分為串聯單點接地和並聯單點接地兩種,如圖所示。

信號接地方式
單點接地
單點接地連接是指在產品的設計中,接地線路與單獨一個參考點相連,該點常常以地球為參考,如圖所示。
單點接地要求每個電路隻接地一次,並且接在同一點,並設置一個安全接地螺栓,防止來自兩個不同子係統( 有不同的參考電平) 中的電流與射頻電流經過同樣的返回路徑,從而導致共阻抗耦合。
為防止工頻和其它雜散電流在信號地線上產生幹擾,信號地線應與功率地線和機殼地線相絕緣。且隻在功率地、機殼地和接往大地的接地線的安全接地螺栓上相連(浮地式除外)。
單點接地
工作頻率低(<1MHz)的采用單點接地式,這意味著分布傳輸阻抗的影響是極小的。
單點接地有兩種類型,一種是串聯單點接地,另一種是並聯單點接地。如圖8-3所示。
單點接地的分類


串聯單點接地的幹擾:

從公式中可以看出,A、B、C各點的電位是受電路工作電流影響的,隨各電路的地線電流而變化。尤其是C點的電位,十分不穩定。
串chuan聯lian接jie地di是shi一yi個ge串chuan級ji鏈lian結jie構gou,這zhe種zhong結jie構gou允yun許xu各ge個ge子zi係xi統tong的de接jie地di參can考kao之zhi間jian公gong共gong阻zu抗kang耦ou合he,會hui出chu現xian較jiao嚴yan重zhong的de共gong模mo耦ou合he噪zao聲sheng,同tong時shi由you於yu對dui地di分fen布bu電dian容rong的de影ying響xiang,會hui產chan生sheng並bing聯lian諧xie振zhen現xian象xiang,大da大da增zeng加jia地di線xian的de阻zu抗kang。
zhezhongjiedifangshisuiranyouhendadewenti,queshishijizhongzuichangjiande,yinweitashifenjiandan。ruguocunzaiduozhongbutonggonglvdengjidedianlu,namejiubunengcaiyongzhezhongjiedijishu,yinweidagonglvdianluchanshengdadehuididianliu,jiangyingxiangdigonglvqijianhedianlu。ruguoshuoyidingyaocaiquzhezhongjiedifangfa,namezuimingandedianlubixuzhijieshezhizaidianyuanshuruweizhichu(A點),這點電位是最穩定的,並且盡量遠離低功率器件和電路。另外,從前麵討論的放大器情況知道,功率輸出級要放在A點,前置放大器放在B、C點。
解jie決jue這zhe個ge問wen題ti的de方fang法fa是shi並bing聯lian單dan點dian接jie地di。並bing聯lian單dan點dian接jie地di即ji所suo有you的de器qi件jian的de地di直zhi接jie接jie到dao地di彙hui接jie點dian,然ran而er並bing聯lian單dan點dian接jie地di需xu要yao較jiao多duo的de導dao線xian,而er且qie因yin為wei每mei個ge電dian流liu返fan回hui路lu徑jing可ke能neng有you不bu同tong的de阻zu抗kang而er導dao致zhi接jie地di噪zao聲sheng電dian壓ya的de加jia劇ju。當dang多duo個ge印yin刷shua電dian路lu板ban采cai用yong這zhe種zhong並bing行xing方fang式shi連lian接jie到dao一yi起qi時shi,產chan品pin不bu能neng通tong過guo輻fu射she檢jian驗yan。設she計ji者zhe在zai使shi用yong這zhe種zhong布bu局ju時shi,應ying使shi每mei條tiao回hui地di路lu徑jing上shang的de電dian感gan值zhi大da致zhi相xiang同tong(實際很難做到),從而對電路運行的影響不會出現多諧振。
實際的情況中可以靈活采用這兩種單點接地方式,比如如圖8-4所suo示shi,可ke以yi將jiang電dian路lu按an照zhao特te性xing分fen組zu,相xiang互hu之zhi間jian不bu易yi發fa生sheng幹gan擾rao的de電dian路lu放fang在zai同tong一yi組zu,相xiang互hu之zhi間jian容rong易yi發fa生sheng幹gan擾rao的de電dian路lu放fang在zai不bu同tong的de組zu。組zu內nei采cai用yong串chuan聯lian單dan點dian接jie地di,不bu同tong組zu的de接jie地di采cai用yong並bing聯lian單dan點dian接jie地di。這zhe樣yang,既ji解jie決jue了le公gong共gong阻zu抗kang耦ou合he的de問wen題ti,又you避bi免mian了le地di線xian過guo多duo的de問wen題ti。但dan是shi絕jue不bu要yao使shi功gong率lv相xiang差cha很hen大da的de電dian路lu或huo噪zao聲sheng電dian平ping相xiang差cha很hen大da的de電dian路lu共gong用yong一yi段duan地di線xian。
並聯串聯單點接地的混合方案
使shi用yong單dan點dian接jie地di技ji術shu,除chu了le射she頻pin輻fu射she耦ou合he外wai,也ye可ke能neng發fa生sheng串chuan擾rao,這zhe取qu決jue於yu電dian流liu返fan回hui路lu徑jing之zhi間jian物wu理li間jian距ju的de大da小xiao。串chuan擾rao存cun在zai的de程cheng度du取qu決jue於yu返fan回hui信xin號hao的de頻pin率lv範fan圍wei,高gao頻pin元yuan件jian比bi低di頻pin元yuan件jian的de輻fu射she更geng嚴yan重zhong。
單點接地技術常見於音頻電路、模擬設備、工gong頻pin及ji直zhi流liu電dian源yuan係xi統tong,還hai有you塑su料liao封feng裝zhuang的de產chan品pin。雖sui然ran單dan點dian接jie地di技ji術shu通tong常chang在zai低di頻pin采cai用yong,但dan有you時shi它ta也ye應ying用yong於yu高gao頻pin電dian路lu或huo係xi統tong中zhong,當dang設she計ji者zhe們men清qing楚chu不bu同tong的de接jie地di結jie構gou中zhong存cun在zai的de所suo有you有you關guan電dian感gan的de問wen題ti時shi,這zhe種zhong應ying用yong是shi可ke行xing的de。
多點接地
多點接地就是所有電路的地線接到公共地線的不同點,一般電路就近接地。
如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi),設(she)備(bei)內(nei)電(dian)路(lu)都(dou)以(yi)機(ji)殼(ke)為(wei)參(can)考(kao)點(dian),而(er)各(ge)個(ge)設(she)備(bei)的(de)機(ji)殼(ke)又(you)都(dou)以(yi)地(di)為(wei)參(can)考(kao)點(dian)。這(zhe)種(zhong)接(jie)地(di)結(jie)構(gou)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)較(jiao)低(di)的(de)接(jie)地(di)阻(zu)抗(kang)。在(zai)這(zhe)種(zhong)接(jie)地(di)的(de)方(fang)式(shi)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)形(xing)成(cheng)各(ge)種(zhong)地(di)線(xian)回(hui)路(lu),造(zao)成(cheng)地(di)環(huan)路(lu)幹(gan)擾(rao),這(zhe)對(dui)設(she)備(bei)內(nei)同(tong)時(shi)使(shi)用(yong)的(de)具(ju)有(you)較(jiao)低(di)頻(pin)率(lv)的(de)電(dian)路(lu)會(hui)產(chan)生(sheng)不(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)。
多點接地
工作頻率高(>30MHz)的采用多點接地式(即在該電路係統中,用一塊接地平板代替電路中每部分各自的地回路),為wei了le減jian小xiao電dian感gan,要yao求qiu地di線xian的de長chang度du盡jin量liang短duan,在zai頻pin率lv很hen高gao的de係xi統tong中zhong,通tong常chang接jie地di線xian要yao控kong製zhi在zai幾ji毫hao米mi的de範fan圍wei內nei。每mei根gen接jie地di線xian的de長chang度du小xiao於yu信xin號hao波bo長chang的de1/20。
多點接地的公共阻抗耦合問題

多點接地時容易產生公共阻抗耦合問題。在低頻的場合,通過單點接地可以解決這個問題。但在高頻時,隻能通過減小地線阻抗(減小公共阻抗)來解決。在導體表麵鍍銀能夠降低導體的電阻,如圖所示。
通用的經驗法則是,對於低於1MHz 的頻率來說,優選單點接地。假設信號是上升沿長、頻率低的信號,頻率介於1MHz 到10MHz 之間,這時也隻有當最長的走線或接地引線長小於波長的1/20 時,才可用單點接地,而且每條走線的線長都應考慮在內。多點接地可以減少噪音產生電路與0V 參考點之間的電感,原因是存在許多並行RF 電流回路,即使在0 V 參考點上有許多並聯接地線,仍舊可能會在兩個接地引線之間產生接地環路。這些接地環路容易感應ESD磁場能量或者容易產生EMI 輻射。
混合接地
混hun合he接jie地di則ze是shi結jie合he了le單dan點dian接jie地di和he多duo點dian接jie地di的de綜zong合he應ying用yong,既ji包bao含han了le單dan點dian接jie地di的de特te性xing,又you包bao含han了le多duo點dian接jie地di的de特te性xing。一yi般ban是shi在zai單dan點dian接jie地di的de基ji礎chu上shang再zai通tong過guo一yi些xie電dian感gan或huo電dian容rong多duo點dian接jie地di(如圖8-7所示),它是利用電感、電dian容rong器qi件jian在zai不bu同tong頻pin率lv下xia有you不bu同tong阻zu抗kang的de特te性xing,使shi地di線xian係xi統tong在zai不bu同tong的de頻pin率lv下xia具ju有you不bu同tong的de接jie地di結jie構gou,主zhu要yao適shi用yong於yu工gong作zuo在zai混hun合he頻pin率lv下xia的de電dian路lu係xi統tong。比bi如ru對dui於yu電dian容rong耦ou合he的de混hun合he接jie地di策ce略lve中zhong,在zai低di頻pin情qing況kuang時shi,對dui於yu直zhi流liu,電dian容rong是shi開kai路lu的de,等deng效xiao為wei單dan點dian接jie地di,而er在zai高gao頻pin下xia則ze利li用yong電dian容rong對dui交jiao流liu信xin號hao的de低di阻zu抗kang特te性xing,電dian容rong是shi導dao通tong的de,整zheng個ge電dian路lu表biao現xian為wei多duo點dian接jie地di。
混合接地
頻率在1MHz~10MHz之間,采用混合接地。
當許多相互連接的設備體積很大(設備的物理尺寸和連接電纜與任何存在的幹擾信號的波長相比很大)時,就存在通過機殼和電纜的作用產生幹擾的可能性。當發生這種情況時,幹擾電流的路徑通常存在於係統的地回路中。
混合接地係統在不同的頻率呈現不同的接地結構。



混合接地舉例
圖a是shi一yi個ge係xi統tong工gong作zuo在zai低di頻pin狀zhuang態tai,係xi統tong串chuan聯lian單dan點dian接jie地di。但dan這zhe個ge係xi統tong暴bao露lu在zai高gao頻pin強qiang電dian場chang中zhong,因yin此ci屏ping蔽bi電dian纜lan需xu要yao雙shuang端duan接jie地di。所suo以yi,對dui於yu電dian纜lan中zhong傳chuan輸shu的de低di頻pin信xin號hao,係xi統tong是shi單dan點dian接jie地di的de,而er對dui於yu電dian纜lan屏ping蔽bi層ceng中zhong感gan應ying的de高gao頻pin幹gan擾rao信xin號hao,係xi統tong是shi多duo點dian接jie地di的de。接jie地di電dian容rong的de容rong量liang一yi般ban在zai10nF以下,取決於需要接地的頻率。要注意電容的諧振問題,在諧振點電容的容抗最小。
圖bsuoshideshiyigexitongshoudaodihuanludianliudeganrao。ruguojiangshebeideanquandiduankai,dihuanlujiubeiqieduan,keyijiejuedihuanludianliuganrao。danshichuyuanquandekaolv,jixiangbixujiedaoanquandishang。suoyi,duiyupinlvjiaogaodedihuanludianliu,dixianshiduankaide,erduiyu50Hz的交流電,機箱都是可靠接地的。
浮地
浮地就是不接大地,設備地線係統在電氣上與殼體構件的接大地係統相互絕緣,如圖8-9所suo示shi,是shi一yi種zhong懸xuan浮fu的de方fang式shi。其qi目mu的de是shi將jiang電dian路lu或huo設she備bei與yu公gong共gong地di或huo可ke能neng引yin起qi環huan流liu的de公gong共gong導dao線xian隔ge離li開kai來lai,從cong而er抑yi製zhi來lai自zi接jie地di線xian的de幹gan擾rao。其qi優you點dian是shi該gai電dian路lu不bu受shou大da地di電dian性xing能neng的de影ying響xiang;qiquedianshigaidianluyishoujishengdianrongdeyingxiang,ershigaidianludedidianweibiandonghezengjialeduimonidianludeganyingganrao,yincifudidexiaoguobujinqujueyufudidejueyuandianzudedaxiao,erqiequjueyufudidejishengdianrongdedaxiaohexinhaodepinlv;由you於yu設she備bei不bu與yu大da地di直zhi接jie相xiang連lian,容rong易yi出chu現xian靜jing電dian積ji累lei現xian象xiang,這zhe樣yang積ji累lei起qi來lai的de電dian荷he達da到dao一yi定ding程cheng度du後hou,在zai設she備bei和he大da地di之zhi間jian會hui產chan生sheng具ju有you強qiang大da放fang電dian電dian流liu的de靜jing電dian擊ji穿chuan現xian象xiang,這zhe是shi一yi種zhong破po壞huai性xing很hen強qiang的de幹gan擾rao源yuan。為wei此ci,在zai采cai用yong浮fu地di方fang式shi時shi,應ying在zai設she備bei與yu大da地di之zhi間jian接jie一yi個ge電dian阻zu值zhi很hen大da的de泄xie放fang電dian阻zu,以yi消xiao除chu靜jing電dian積ji累lei的de影ying響xiang。
浮地方式
采用浮地的設備,單元容易受空間耦合幹擾,注意采用電磁屏蔽技術。
模擬電路接地
許多模擬電路工作在低頻狀態下,對於這些靈敏的電路,單點接地是最好的接地方式。接地的主要目的是防止來自其它噪聲元件( 如數字邏輯器件、電動機、電源、繼電器) 的大接地電流爭用敏感的模擬地線。模擬接地所要求的無噪聲度依賴於模擬輸入的靈敏度。例如,

對於低電平的模擬放大器,要求10 μ V 輸入信號的會比要求1 0 V 輸入信號的更易受幹擾。
數字電路接地
在zai高gao速su數shu字zi電dian路lu中zhong優you先xian使shi用yong多duo點dian接jie地di。它ta的de主zhu要yao目mu的de是shi建jian立li一yi個ge統tong一yi電dian位wei共gong模mo參can考kao係xi統tong。許xu多duo數shu字zi環huan路lu並bing不bu會hui要yao求qiu具ju有you濾lv波bo作zuo用yong的de接jie地di參can考kao源yuan。數shu字zi電dian路lu具ju有you幾ji百bai毫hao伏fu的de噪zao聲sheng容rong限xian,並bing且qie能neng夠gou承cheng受shou數shu十shi到dao數shu百bai毫hao伏fu的de接jie地di噪zao聲sheng梯ti度du。
對於隻有數字電路組成的印刷板的地線係統,將接地線做成閉合環路, suoxiaodianweichazhi,keyimingxiantigaokangganraonengli。erduiyujiaodipindemonixinhaolaishuo,kaolvgengduodeshibimianhuiludianliuzhijiandehuxiangganrao,suoyibunengjiechengbihuan。
電源線的布置要根據電流的大小盡量加粗走線寬度。在布線工作的最後,用地線將電路板沒有走線的地方鋪滿(大麵積) 。在接地時還需要避免共阻抗路徑,如圖8-10所示穩壓器電路的“調整端的取樣點”或“公共點”,千萬不能接在有負載電流流過的輸出線和公共地線上如圖(a)所示,應從管腳’根部’單獨另外用引線引出如圖(b)所示。
避免共阻抗路徑

數模混合電路的接地
jiedijishuzhonghaiyouyigehenzhongyaodebufenjiushishuzidianluyumonidianludegongdichuli。yibanshuolai,shuzidianludepinlvgao,ermonidianludeduizaoshengdeminganduqiang,zhengyinweiruci,gaopindeshuzixinhaoxianyaojinkenengyuanlimingandemonidianluqijian,tongyang,bicidexinhaohuiluyeyaoxianghugeli,zhejiuqianshedaomoniheshuzididehuafenwenti。yibandezuofashi,monidiheshuzidifenli,zhizaimouyidianlianjie,zheyidiantongchangshizaiPCB板總的地線接口處,或者在數模轉換器的下方,必要時可以使用磁性元件(如磁珠)連接,如圖所示。
數模混合電路接地
要注意的是,在數模混合電路設計中不能讓模擬地和數字地交疊,任何信號線都不能跨越地間隙或是分割電源之間的間隙(如圖8-12所示)。

信號跨越地層間隙
lingwai,yeyouyizhongtongyididechulifangfa,yejiushibujinxingdifenge,danguidinggezidefanwei,baozhengshuzihemonizouxianjihuiliubuhuijingguoduifangdequyu。zhezhongcelveyibanshiyongyushumoqijianbilixiangdang,bingcunzaiduogeshumozhuanhuanqijiandeqingkuang,youliyujiangdidipingmiandezukang,cankaodixianshejirutu8-13所示:
統一地的設計

在接地設計中還有個要點就是保證所有地平麵等電位,要求同類地之間需要多個過孔緊密相連,而不同地(如模擬和數字地)之間的連接線也要盡量短一些。

接地電阻越小越好,一般要求接地電阻小於4Ω;對於移動設備,接地電阻可小於10Ω。
接地電阻由接地線電阻、接觸電阻和地電阻組成。為此降低接地電阻的方法有以下三種:
①降低接地線電阻,為此要選用總截麵大和長度短的多股細導線。
②降低接觸電阻,為此要將接地線與接地螺栓、接地極緊密又牢靠地連接並要增加接地極和土壤之間的接觸麵積與緊密度。
③降低地電阻,為此要增加接地極的表麵積和增加土壤的導電率(如在土壤中注入鹽水)。
垂直接地極接地電阻R為:
R=0.366(ρ/L)lg(4L/d)Ω
式中:ρ——土壤電阻率,Ω·m; L——接地極在地中的深度,m; d——接地極的直徑,m。
例如,黃土ρ取200Ω·m,L為2cm,d為0.05m,則垂直接地極接地電阻R為80.67Ω。如在土壤中注入鹽水,使ρ降為20Ω·m時,則接地極接地電阻R為8.067Ω。
dixianshangjiaochangjiandeganraojiushidihuanludianliudaozhidedihuanluganrao。dixianshangdezaoyinzhuyaoduishuzidianludedidianpingzaochengyingxiang,ershuzidianlushuchudidianpingshi,duidixiandezaoshenggengweimingan。dixianshangdeganraobujinkenengyinqidianludewudongzuo,haihuizaochengchuandaohefushefashe。yinci,jianxiaozhexieganraodezhongdianjiuzaiyujinkenengdijianxiaodixiandezukang(對於數字電路,減小地線電感尤為重要)。印yin製zhi線xian的de電dian感gan與yu其qi長chang度du和he長chang度du的de對dui數shu成cheng正zheng比bi,與yu其qi寬kuan度du的de對dui數shu成cheng反fan比bi。因yin此ci,縮suo短duan導dao線xian的de長chang度du能neng有you效xiao地di減jian小xiao電dian感gan,而er增zeng加jia印yin製zhi線xian的de寬kuan度du對dui減jian小xiao電dian感gan的de作zuo用yong則ze很hen有you限xian。
地線的設計要注意以下幾點:
① 正確選擇單點接地與多點接地
②接地線應盡量加粗,地線寬度應是信號、控製線的1~3倍。如印製板條件允許,接地線應在2~3 mm以上,元件引腳上的接地線直徑應該在1. 5 mm左右。
③接地線構成閉環路 當隻有數字電路組成的PCB時,其接地電路布線成團環路,大多能提高抗噪聲能力。其原因在於: PCB 上有很多集成電路元件,尤其遇到能耗高的元件時,因受接地線粗細的限製,會產生較大的電位差,引起抗噪聲能力下降,若將接地結構成環路,則會縮小電位差值,提高電子設備的抗噪聲能力。
④CMOS運放電路的輸入阻抗很高,且易受感應,在使用時對不用端要接地或接正電源。
⑤在多層板中,專門設置一層地線麵。
⑥根據不同的電源電壓,數字電路和模擬電路分別設置地線。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應使它們盡量分開,而兩者的地線不要相混,分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地麵積。低頻電路的地應盡量采用單點並聯接地,實際布線有困難時可部分串聯後再並聯接地。高頻電路宜采用多點串聯接地,地線應短而粗,高頻元件周圍盡量用柵格狀大麵積接地。
⑦對(dui)於(yu)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu),在(zai)雙(shuang)麵(mian)板(ban)中(zhong)設(she)置(zhi)地(di)線(xian)網(wang)格(ge),即(ji)在(zai)雙(shuang)麵(mian)板(ban)的(de)兩(liang)麵(mian)分(fen)別(bie)布(bu)置(zhi)盡(jin)量(liang)多(duo)的(de)平(ping)行(xing)地(di)線(xian),上(shang)下(xia)兩(liang)層(ceng)的(de)平(ping)行(xing)線(xian)互(hu)相(xiang)垂(chui)直(zhi)。然(ran)後(hou)在(zai)交(jiao)叉(cha)的(de)地(di)方(fang)用(yong)鍍(du)通(tong)孔(kong)連(lian)接(jie)。地(di)線(xian)網(wang)格(ge)能(neng)有(you)效(xiao)減(jian)小(xiao)信(xin)號(hao)電(dian)流(liu)的(de)環(huan)路(lu)麵(mian)積(ji),有(you)利(li)於(yu)降(jiang)低(di)輻(fu)射(she)。
⑧模擬電路比較敏感,為了防止串擾,應采用單點接地。
⑨同時具有模擬和數字功能的電路板,模擬地和數字地的電源銅箔通常是分離的;兩種銅箔隻在電源處連接。但是這種分離方式就存在一個問題:信xin號hao線xian必bi須xu穿chuan越yue銅tong皮pi邊bian界jie線xian。這zhe些xie邊bian界jie線xian迫po使shi信xin號hao回hui流liu到dao器qi件jian前qian首shou先xian到dao達da電dian源yuan。解jie決jue的de方fang法fa是shi在zai信xin號hao穿chuan越yue的de地di線xian銅tong箔bo處chu放fang置zhi跳tiao線xian。這zhe些xie跳tiao線xian在zai分fen離li的de銅tong箔bo中zhong為wei信xin號hao回hui路lu提ti供gong橋qiao梁liang,有you助zhu於yu縮suo小xiao電dian流liu環huan路lu。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻




