第4章接地与搭接技术

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1、第第4 4章章 接地与搭接技术接地与搭接技术接地的概念接地的概念基本接地方式基本接地方式 屏蔽体接地屏蔽体接地地回路干扰及其抑制地回路干扰及其抑制搭接搭接习题习题: 4.2，4.4，4.5，4.6，4.7，4.8PHNRelativement frquentTrs rareTerrecontact indirect接地的概念接地的概念指电路或系统的电位基准面（相对电位零点）指电路或系统的电位基准面（相对电位零点）接地的两种含义：接地的两种含义：（1） 电气接地（强电）：提供放电通路电气接地（强电）：提供放电通路。 （2）系统基准系统基准“地地” 指电路、设备、或系统与指电路、设备、或系统与“地

2、地”所所 建立的建立的低阻通路低阻通路。如设备外壳、金属底座、屏。如设备外壳、金属底座、屏 蔽罩、粗铜线、铜带等。蔽罩、粗铜线、铜带等。什么是地什么是地？真实情况真实情况: 地线为信号流回源的路径地线为信号流回源的路径;不为零不为零.地线阻抗不为零，电流流过有限阻抗时，必然会导致电压降地线阻抗不为零，电流流过有限阻抗时，必然会导致电压降;220V0VZ2Z1U1U2机箱机箱Z1 + Z2 Z2U2 U1Z1: 高压部件与机箱间的阻抗；高压部件与机箱间的阻抗；Z2: 机箱与大地之间的阻抗。机箱与大地之间的阻抗。 若不接地，若不接地，Z2为无限大，机箱为无限大，机箱 电压就是电源电压，电压就是电源

3、电压，危险危险! 若接地，若接地， Z2 = 0，U2 = 0, 安全安全安全地安全地 地线引发干扰问题的原因地线引发干扰问题的原因V = I R地线电压地线电压地线是等地线是等电位的假电位的假设不成立设不成立1 电流走最小电流走最小阻抗路径阻抗路径难以确定地难以确定地电流的确切电流的确切路径路径地电流失地电流失去控制去控制2 较大的信号较大的信号 回路面积回路面积 较强的电磁辐射较强的电磁辐射 电路间的互感耦电路间的互感耦增加对外的敏感度增加对外的敏感度3 地线地线电路中的电位参考点（相对电位零点）电路中的电位参考点（相对电位零点）传统定义：传统定义：地线地线 信号电流流回电源的信号电流流回

4、电源的低阻抗低阻抗路径路径新定义：新定义：信号地信号地单点接地单点接地多点接地多点接地混合接地混合接地悬浮接地悬浮接地信号接地方式信号接地方式串联单点接地串联单点接地并联单点接地并联单点接地信号接地方式的种类信号接地方式的种类 1. 单点接地（低频）单点接地（低频） 基本基本接地方式接地方式332321321)()(RIUURIIUURIIIUBCABA(1) 串联单点接地串联单点接地优点优点: 结构简单，易于实现结构简单，易于实现。缺点缺点: 各点的地电位相互影各点的地电位相互影 响较大，最容易引起响较大，最容易引起 干扰。干扰。 实践处理实践处理: 具有最低接地电平的电路放在具有最低接地电

5、平的电路放在 最靠近接地点的地最靠近接地点的地 方；方； 敏感设备放在最靠近接地点的敏感设备放在最靠近接地点的 地方；地方； 大功率电路与小功率电路的混大功率电路与小功率电路的混 合系统，应避免单点接地合系统，应避免单点接地。N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC 接地点的选择接地点的选择1231()ALUIII R接地点靠近最低电平电路接地点靠近最低电平电路N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC接地点靠近最高电平电路接地点靠近最高电平电路N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC121231231()()AHUI RIIRIIIRALAHUU 串联单点接地串联单点接地 电路1电路2地

6、电流1地电流2公共地阻抗V改进1改进2( 2 ) 并联单点接地并联单点接地332211RIURIURIUCBA优点优点: 各电路互相不影响各电路互相不影响缺点缺点: 1) 结构复杂、不便于使用；结构复杂、不便于使用； 2）各地线间可能形成电容各地线间可能形成电容 性和电感性耦合。性和电感性耦合。结论结论：单点接地只适用于低频电路：单点接地只适用于低频电路 当当l 接近于接近于 /4时，有很强的天线效应，向外辐射；时，有很强的天线效应，向外辐射； 高频时分布电容与分布电感的影响，难以实现真正的单点高频时分布电容与分布电感的影响，难以实现真正的单点 接地。接地。各电路的地电位各电路的地电位R1R2

7、R3N1N2I1I2I3N3ABC2. 多点接地（高频）多点接地（高频）说明说明: 多点接地，应尽可能减少接地线长度，使高频阻抗减多点接地，应尽可能减少接地线长度，使高频阻抗减 至最小。一般情况下，电子设备往往以镀银版作为接至最小。一般情况下，电子设备往往以镀银版作为接 地子母线，以减少表面阻抗。地子母线，以减少表面阻抗。)()()(333222111LjRIULjRIULjRIUCBA各电路的地电位各电路的地电位优点优点: 接地线较短，适用于高频及数字电路。接地线较短，适用于高频及数字电路。缺点缺点: 形成各种地回路，可能造成地回路干扰。形成各种地回路，可能造成地回路干扰。R2N2I2BL1

8、N1I1AR3I3N3CL2L3R1是否有比是否有比A、B两点接地更好的接地方案两点接地更好的接地方案?如何改进如何改进?RLUNRGUGRC1RSRC2等效电路等效电路AB22CSCLRRRR通常通常22CABGGCRUURR则则2112()()LCLNABGLSCLSCGCR RRUUURRRRRRRR故故单点接地对噪声的抑制单点接地对噪声的抑制 在信号源的接地端接入一阻抗在信号源的接地端接入一阻抗ZSG22CSCLRRRR当当222CCABGGGCSGSGRRUUURRZZ则则121()LNABLSCLCGLSCSGRUURRRR RURRRZ故故RLUNRGUGRC1RSRC2等效电路

9、等效电路ABZSG2SGGCZRR且且SGZ 当当 时，时，0NU 例：例：设设RC1RC21、RS500、RL10k、RG= 0.01、UG=10mV，试计算在放大器输入端的干扰电压值。，试计算在放大器输入端的干扰电压值。若若在信号源与地之间加一个很大的阻抗在信号源与地之间加一个很大的阻抗ZSG=1M ，则，则4410110mV9.4mV10500110.014461010mV0.0095V(105001)10解：解：212()()LCNGLSCGCR RUURRRRR21()LCNGLSCSGR RUURRRZ接地干扰接地干扰电压几乎电压几乎全部施加全部施加于放大器于放大器输入端的输入端的

10、输入端输入端有效抑制了地干扰对放有效抑制了地干扰对放大器输入端的影响。大器输入端的影响。小结小结： 单点接地适用于低频，多点接地适用于高频；单点接地适用于低频，多点接地适用于高频；1MHzf 当当 时，时， 一般采用单点接地；一般采用单点接地；10MHzf 当当 时，时， 一般采用多点接地；一般采用多点接地； 当当 时，若时，若 ，则采用多点接地；，则采用多点接地； 若若 ，则采用多点接地。，则采用多点接地。 /20l1MHz10MHzf/20l 如果电路对电压降很敏感，则接地线长度应比如果电路对电压降很敏感，则接地线长度应比 更小；更小； 若电路只是一般敏感，则接地线可大于若电路只是一般敏感

11、，则接地线可大于 。/ 20/ 20准则准则/20 第一类接地系统：第一类接地系统： 敏感信号和小信号接地系敏感信号和小信号接地系统。包括低电平、小信号检测、统。包括低电平、小信号检测、传感器输入、前级放大、混频传感器输入、前级放大、混频器电路等。器电路等。 第二类接地系统：第二类接地系统： 非敏感信号或大信号接非敏感信号或大信号接地系统，包括高平电路、末地系统，包括高平电路、末级放大器电路以及大功率电级放大器电路以及大功率电路。路。（1）不同不同接地系统的特点接地系统的特点特点特点： 特别容易受到干扰，出现电特别容易受到干扰，出现电路失效或电路性能降低，接地导路失效或电路性能降低，接地导线应