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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 ) O3 u' \4 ~& l1 a
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
* m: E j% f1 o0 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 2 c9 j1 V* H/ U( _" {' E
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
+ Q6 ]/ i- m6 R3 w% H) o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 ) H _' e/ |! G% R
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, 8 s, i, h3 A+ }7 s* w
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 . r: C1 L4 f: |* Z8 }; c
师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。
: r/ G; e, e) t+ t0 L 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
6 E8 |. R6 G0 s+ a' O) a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。
: E8 a! K! @$ D, |5 O5 w2 B' y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 & b/ t0 L( ?1 ]$ e' o3 e4 s6 t
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
) ~8 B3 M0 J6 G) C( u% [! J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
/ K( ?1 [; R) P* p往往更难。
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/ m' Z/ Q+ @/ T+ p+ u1、接地要求
8 v+ P$ }$ ^2 k c% B/ l 要求接地的理由很多,下面列出几种: : s, C- h- s. E ?
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 9 d( H3 e3 u0 y% Z$ |- P* v
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。
9 D( v0 v( n5 i6 d6 v' Q 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 ' p* E; `& w, V& ~& d
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 * g7 X7 z# ]9 g3 D
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。 / M8 H" S6 _- j$ p5 z7 q/ ?: l
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括: ( M8 Z; S6 @( H* d% f4 f
* 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 & w4 P5 L2 p8 O6 K+ `
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
7 `/ `3 V" z! X$ o: y: {9 v! J. w+ y5 q属必须接地。
% a' j( R4 {! h3 e E8 K' | * 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, , y9 u5 W6 b& P
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 W6 J! |7 n2 F& T& V7 ] * 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
7 }# s$ @: M+ f! u) B; Y许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
! q# W @( a }- s( ] * 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, . {+ x4 ?9 l3 Y4 s, w$ ?
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。
7 L/ l/ `3 {2 E, q Y 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
. U/ V0 I" C) ?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
! `( K3 H3 n- a, |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
( [% N1 a8 L( W. O) K7 B q" u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 D. b, c8 P. ?1 P7 @
了。 * I9 I& `9 z8 M3 h2 m
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2、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 ' i1 y5 F& R* T
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
7 g; Q0 j% R1 g7 y的经验,这些方法包括:
& J6 w* q ~6 p3 o- V 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, 5 j! `' a( c6 c, p0 P
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 & L9 j( W' y4 A( y2 l& r
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 * j2 }% i+ `4 X: R, c7 d
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
\9 R$ C3 M* z9 |6 }3 J; C, a' u扰问题。 9 g) x3 y; E. {+ T- S H
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 , J- H& r! o% g4 T7 @. I' {) P* Y
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
( |+ Z0 p+ E- q1 \( Y3 h8 Z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
* i- }% x) P" }; S1 v6 Z9 s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。 . u) m8 x2 y; A- }4 {
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 7 h3 T& V0 a- n: n9 F
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
$ @5 P: l+ c7 V0 c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
$ P+ i4 S, N2 g/ R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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