[原创] 工程中接地方法介绍

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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
) z- U0 Q: M( E3 I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
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
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
2 f" K8 b+ k9 W3 ~3 q8 B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
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，
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
师的直觉，也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。

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 I/ J, s9 r4 K# P9 T, m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。
1 U6 H8 ?8 a" Q8 b. k* U$ T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
5 S$ Z+ h% f6 }8 S; [' b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
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
' y: h: ?/ M# P2 ]往往更难。
, _7 S. q& ^ Z) _9 u8 j: ^- ^ D, G2 `
/ ^, [ W" m4 n2 t8 o/ |4 O1 Z! j1、接地要求
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要求接地的理由很多，下面列出几种：

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
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。
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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
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
* |6 D6 y: _+ S4 V; R6 I) F) C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。
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3) 电磁兼容接地：出于电磁兼容设计而要求的接地，包括：

* 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
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
% X3 L5 q ^$ o" R% L属必须接地。
5 o6 ~. @2 Z0 v% a; s$ ]
* 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，
) ~; a9 v% @5 W$ e8 U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。
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* 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
) N6 A8 C) a d5 _) _% x$ Z* J许多点与地相连，从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
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* 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，
$ n; i2 N, a2 |9 U# _6 N1 M3 ?: U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。

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
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
3 L: K+ _2 Q1 A3 k8 J+ w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
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
8 O* j( _/ G* V% j' J了。

3 e+ H5 @/ o$ w3 F( Q! b \" ^3 ~% u2、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
& t9 U( [2 t# F1 O. }$ y1 I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
的经验，这些方法包括：

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，
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
1 ?; Z: Q5 Y1 a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
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
扰问题。
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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
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
5 }+ _! w$ z5 L3 a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
. v2 o. y& F. }$ U% e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。

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
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
) H k. w1 ]: E7 R1 ?6 f8 o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
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。