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工程中接地方法介绍 注:正确的接地方法和技术会保障监控系统良好可靠运行,否则系统安全性 0 H3 I9 N9 x' T' m& p8 o) o5 V2 |0 F) H
和视频质量无法得到保障。 接地从字面来看上十分简单事情,但是对于经历过电磁干扰挫折的人来说 7 t1 T1 Z" ]- M- {
可能是一个最难掌握的技术。实际上电磁兼容设计中,接地是最难的技术。面
& g7 z3 q9 ^4 y" X6 h对一个系统,没有一个人能提出一个绝对正确的接地方案,多少会遗留一些问 3 a" g" i4 j/ Q+ G, K+ s3 q; i
题。造成这种情况的原因是接地没有一个系统的理论或模型,人们在考虑接地 , _- j5 `2 F7 w9 M0 Y, U
时只能依靠过去的经验或从书上看到的经验。但接地是一个十分复杂的问题, 7 j2 ?: l9 ?2 _. U( e
在其它场合很好的方案在这里不一定最好。关于接地设计很大程度上依赖设计 0 V4 S9 R; k3 g _8 G' k
师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。 + y7 b0 T9 q- N+ z4 E; s0 {$ b, F
当许多相互连接的设备体积很大(设备物理尺寸和连接电缆与任何存在的 # a; Z5 K/ v% h3 o3 O/ r% m1 @
干扰信号波长相比很大)时,就存在通过机壳和电缆作用产生干扰的可能性。
: _$ r) w5 j2 p2 j% k7 I; N0 B当发生这种情况时,干扰电流的路径通常存在于系统的地回路中。考虑接地问 3 w& s* q! }6 \, i* J$ D5 `
题时,要考虑两个方面的问题:一个是系统自兼容问题,另一个是外部干扰耦 : L, C2 h, C5 z! _
合进地回路,导致系统错误工作。由于外部干扰常常是随机的,因此解决起来 9 I6 @1 c+ L6 A! |- ]' l, ^- m
往往更难。
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1、接地要求
8 h% r" O% k- o$ L0 k$ y 要求接地的理由很多,下面列出几种: ! V$ [, N3 f% r# h" q, W8 w
1) 安全接地:使用交流电设备必须通过黄绿色安全地线接地,否则当设
+ `" O9 X; \ L备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时,会导致电击伤害。 6 F- a& Z3 U1 q. V& G) [( u
2) 雷电接地:设施的雷电保护系统是一个独立系统,由避雷针、下导体
- y; L1 H8 b& }/ A和接地系统相连的接头组成。该接地系统通常与用做电源参考地及黄绿色安全
. z' @% e4 g& P0 `地线的接地是共用的。雷电放电接地仅对设施而言,设备没有这个要求。
# G5 z. r; b; Y5 n \ 3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
1 D: W. [) z6 g8 x- y) R! r * 屏蔽接地:为了防止电路之间由于寄生电容存在产生相互干扰、电路
: b5 |9 E/ p; a3 J7 c5 U; Y辐射电场或对外界电场敏感,必须进行必要的隔离屏蔽,这些隔离和屏蔽的金
- k( R) t8 N! R" a, j属必须接地。
* i5 t7 ]5 A1 N# \ * 滤波器接地:滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容,
# \) v1 u1 G1 M3 a* ~3 r! U3 h6 ~! u7 q当滤波器不接地时,这些电容就处于悬浮状态,起不到旁路的作用。 5 M* p3 ]. D" h9 M4 [/ x) R. w( \
* 噪声和干扰抑制:对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的
8 {! d% X- e% i; d" F许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
3 R. k3 P2 i' i- w- t) j * 电路参考:电路之间信号要正确传输,必须有一个公共电位参考点, : ?+ c% n0 i& e2 l
这个公共电位参考点就是地。因此所有互相连接的电路必须接地。 . Y* J* h$ u% p9 n
以上所有理由形成了接地的综合要求。但是一般在设计要求时仅明确安全 & e$ B% P6 m7 g6 h) M6 A
和雷电防护接地的要求,其它均隐含在用户对系统设备的电磁兼容要求中。我
8 s: x8 _& ^/ v1 b: E/ J- T0 _们要建立这样的概念:接地并不是每个部分或每个系统都需要的,比如单块线 , N/ F9 {; E; c! x% ]* d$ R
路板并不非要接地才能正常工作。当设备之间要传输数据时,接地就十分必要 1 w7 G1 d) Q) T8 k
了。
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: M# e2 R z' _- Z' R- B2、接地的方法 接地方法很多,使用那一种方法取决于系统的结构和功能。“接地”的概 # e3 I+ r0 Y: l8 |3 m. Q
念首次应用在电话的设计开发中。现在存在的许多接地方法都来源于过去成功
! S! M; L& ]1 o, n+ D% z; [3 y的经验,这些方法包括:
0 e0 o5 O9 n: |$ a+ f" X6 ]' c. f 1) 单点接地:此方法是为许多在一起的电路提供公共电位参考点的方法,
1 S1 W1 W) [) Y3 B% W# z这样信号就可以在不同的电路之间传输。若没有公共参考点,会出现错误信号
' l! ^; k; ^: o( f! w传输。单点接地要求每个电路只接地一次并且接在同一点。该点常常一地球为
: l; _, l2 z$ o% p8 C" r0 ^, g c参考。由于只存在一个参考点,因此可以相信没有地回路存在,因而也没有干
G( s+ U3 p' \7 s3 R8 B扰问题。 ; ~1 J3 S$ w6 K8 f2 G' R$ D- _% [# Q" Y! d
2) 多点接地:设备内电路都以机壳为参考点,而各个设备机壳又都以地
- c2 H7 e. |7 u5 g4 I `为参考点。这种接地结构能提供较低的接地阻抗,这是因为多点接地时,每条
! F9 Q! B; E, }. t地线可以很短;并且多根导线并联能降低接地导体的总电感。在高频电路中必 9 r8 M3 O7 M3 I- q; H* O c
须使用多点接地,并且要求每根接地线的长度小于信号波长的1/20。 , f: j+ a5 t2 w6 \1 G
3) 混合接地:混合接地既包含了单点接地的特性,又包含了多点接地特 # E4 m1 j$ @7 b# v
性。例如,系统内的电源需要单点接地而射频信号又要求多点接地,这时就可 ! C9 y) T+ d3 S( c! G- `& t9 A
以采用混合接地,即地线通过单点接地,多点接地的线路加装电容。对于直流 % a/ c+ y( h. {& ?
电容是开路的,电路是单点接地,对于射频,电容是导通的,电路是多点接地。
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