抑制電磁干擾的接地技術(shù)

1、第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)5.1 接地的概念接地的概念5.2 安全接地安全接地5.4 屏蔽體接地屏蔽體接地5.5 地回路干擾及其抑制地回路干擾及其抑制5.6 搭搭接接5.3 信號接地信號接地第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)5.1 接地的概念接地的概念指電路或系統(tǒng)的電位基準(zhǔn)面（相對電位零點(diǎn)）指電路或系統(tǒng)的電位基準(zhǔn)面（相對電位零點(diǎn)）接地的兩種含義：接地的兩種含義： （2）系統(tǒng)基準(zhǔn)系統(tǒng)基準(zhǔn)“地地” 指電路、設(shè)備、或系統(tǒng)與指電路、設(shè)備、或系統(tǒng)與“地地”所所 建立的建立的低阻通路低阻通路。如設(shè)備外殼、金屬底座、屏。如設(shè)備外殼、金屬

2、底座、屏 蔽罩、粗銅線、銅帶等。蔽罩、粗銅線、銅帶等。什么是地什么是地？接地接地：在系統(tǒng)的選定點(diǎn)與某個(gè)電位基準(zhǔn)面之間建立低阻在系統(tǒng)的選定點(diǎn)與某個(gè)電位基準(zhǔn)面之間建立低阻 的導(dǎo)電通路的導(dǎo)電通路。（1） 接接“大地大地”，以地球電位作為基準(zhǔn)，并以大地，以地球電位作為基準(zhǔn)，并以大地 作為零電位。提供放電通路。作為零電位。提供放電通路。第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)幾點(diǎn)說明：幾點(diǎn)說明： 理想接地面處處零電位，零阻抗。實(shí)際上即便是超導(dǎo)，表面理想接地面處處零電位，零阻抗。實(shí)際上即便是超導(dǎo)，表面兩點(diǎn)之間也存在電抗效應(yīng)，實(shí)際只是近似而已。兩點(diǎn)之間也存在電抗效應(yīng)，實(shí)際只是近似而

3、已。接地面應(yīng)采用低阻抗材料（如銅）制成，并有足夠的長度、接地面應(yīng)采用低阻抗材料（如銅）制成，并有足夠的長度、寬度和厚度，以保證在所有的頻率上都呈現(xiàn)低阻抗。寬度和厚度，以保證在所有的頻率上都呈現(xiàn)低阻抗。如：用于安裝固定設(shè)備的接地平面應(yīng)當(dāng)有整塊銅板或網(wǎng)格如：用于安裝固定設(shè)備的接地平面應(yīng)當(dāng)有整塊銅板或網(wǎng)格 （25cm25cm）或更密一些的銅柵網(wǎng)組成。對多路發(fā)或更密一些的銅柵網(wǎng)組成。對多路發(fā) 射機(jī)裝置要求用薄銅板作接地平面。射機(jī)裝置要求用薄銅板作接地平面。第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)接地平面還應(yīng)對大地呈現(xiàn)很大的電容。在組裝時(shí)，接地平面接地平面還應(yīng)對大地呈現(xiàn)很大的電

4、容。在組裝時(shí)，接地平面應(yīng)延伸到所有設(shè)備底面的下方，而且應(yīng)比設(shè)備底面最大尺寸應(yīng)延伸到所有設(shè)備底面的下方，而且應(yīng)比設(shè)備底面最大尺寸伸長伸長1.8m或更遠(yuǎn)?；蚋h(yuǎn)。如：大功率發(fā)射機(jī)要求接地平面在徑向延伸到最低工作頻率如：大功率發(fā)射機(jī)要求接地平面在徑向延伸到最低工作頻率 波長的波長的1/4, ,以便排除地電流。還需設(shè)計(jì)一條接地母線，以便排除地電流。還需設(shè)計(jì)一條接地母線， 以便為設(shè)備提供就近接地匯流點(diǎn)，該母線應(yīng)該每隔以便為設(shè)備提供就近接地匯流點(diǎn)，該母線應(yīng)該每隔1.8 m或更短的間距與接地平面經(jīng)銅帶熔焊連接在一起?；蚋痰拈g距與接地平面經(jīng)銅帶熔焊連接在一起。第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制

5、電磁干擾的接地技術(shù) 避免因靜電感應(yīng)，使機(jī)殼上積累過多電荷，產(chǎn)生避免因靜電感應(yīng)，使機(jī)殼上積累過多電荷，產(chǎn)生 高電壓，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部放電造成干擾；高電壓，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部放電造成干擾； “接地接地”不一定與大地相通，但在某些情況下必須相通不一定與大地相通，但在某些情況下必須相通。 為操作人員提供安全保障。為操作人員提供安全保障。Z2Z1U1U2機(jī)箱機(jī)箱Z1 + Z2 Z2U2 U1Z1: 高壓部件與機(jī)箱間的阻抗；高壓部件與機(jī)箱間的阻抗；Z2: 機(jī)箱與大地之間的阻抗。機(jī)箱與大地之間的阻抗。 若不接地，若不接地，Z2為無限大，機(jī)箱為無限大，機(jī)箱 電壓就是電源電壓，電壓就是電源電壓，危險(xiǎn)危險(xiǎn)! 若接地，若接地

6、， Z2 = 0，U2 = 0, 安全安全第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 使整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)公共的零電位基準(zhǔn)面，并給高頻使整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)公共的零電位基準(zhǔn)面，并給高頻 干擾電壓提供低阻抗通路，以達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定工作的干擾電壓提供低阻抗通路，以達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定工作的 目的。目的。 為系統(tǒng)的屏蔽接地，取得良好的電磁屏蔽效果，為系統(tǒng)的屏蔽接地，取得良好的電磁屏蔽效果， 達(dá)到抑制電磁干擾的目的。達(dá)到抑制電磁干擾的目的。第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 在電磁兼容領(lǐng)域，最容易犯的錯(cuò)誤是忽視了導(dǎo)線電感引起的在電磁兼容領(lǐng)域，最容易犯的錯(cuò)誤是忽視了導(dǎo)線

7、電感引起的 阻抗，特別是當(dāng)頻率較高時(shí)，電感的感抗會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻。阻抗，特別是當(dāng)頻率較高時(shí)，電感的感抗會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻。,5000.657215000001119.4cm0.58m5.18 10(/2)25 10157m882822ln(1),(0.5 0.2235)22cuKHzDlmiDCLiACeeRDfLlXLLlrhhw tLlLlrw tl 9.07m15765. 04 . 94LXL)2235. 0212(ln20ltWtWllLe) 12(ln20rllLe第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)作作用用分分類類安全接地安全接地信號接地信號接地單點(diǎn)接地單點(diǎn)

8、接地多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地混合接地混合接地懸浮接地懸浮接地設(shè)備安全設(shè)備安全接零保護(hù)接零保護(hù)防雷接地防雷接地接地的分類接地的分類第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 5.2 安全接地安全接地設(shè)備安全接地設(shè)備安全接地第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 動力電氣設(shè)備（如電動機(jī)），除了外殼接地外，動力電氣設(shè)備（如電動機(jī)），除了外殼接地外，還應(yīng)與電網(wǎng)零線連接，稱為接零保護(hù)。還應(yīng)與電網(wǎng)零線連接，稱為接零保護(hù)。接零保護(hù)接零保護(hù)機(jī)殼機(jī)殼相線相線零線零線地線地線第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)防雷接地：防雷接地：把可能受到

9、雷擊的物體和大地連接，以便提供把可能受到雷擊的物體和大地連接，以便提供 泄放大電流的通路泄放大電流的通路。避雷針由三部分組成：避雷針由三部分組成： 接閃器（指高架避雷塔上的金屬棒、金屬針，建接閃器（指高架避雷塔上的金屬棒、金屬針，建 筑物或構(gòu)筑物上的避雷網(wǎng)、避雷線）、筑物或構(gòu)筑物上的避雷網(wǎng)、避雷線）、 引下線引下線 接地體接地體第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)信號接地：信號接地：為信號電流提供流回信號源的低阻抗路徑為信號電流提供流回信號源的低阻抗路徑接地電流流經(jīng)接地線時(shí)，會產(chǎn)主傳輸線效應(yīng)和天線效應(yīng)。接地電流流經(jīng)接地線時(shí)，會產(chǎn)主傳輸線效應(yīng)和天線效應(yīng)。當(dāng)線條長度為

10、當(dāng)線條長度為1 14 4波長時(shí)，可以表現(xiàn)出很高的阻抗，接地波長時(shí)，可以表現(xiàn)出很高的阻抗，接地線實(shí)際上是開路的，接地線反而成為向外輻射的天線。線實(shí)際上是開路的，接地線反而成為向外輻射的天線。5.3 信號接地信號接地第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地混合接地混合接地懸浮接地懸浮接地信號接地方式信號接地方式串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地信號接地方式的種類信號接地方式的種類第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)332321321)()(RIUURIIUURIIIUBCABA(1) 串聯(lián)單點(diǎn)接地

11、串聯(lián)單點(diǎn)接地優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 各點(diǎn)的地電位相互影各點(diǎn)的地電位相互影 響較大，最容易引起響較大，最容易引起 干擾。干擾。 實(shí)踐處理實(shí)踐處理: 具有最低接地電平的電路放在具有最低接地電平的電路放在 最靠近接地點(diǎn)的地最靠近接地點(diǎn)的地 方；方； 敏感設(shè)備放在最靠近接地點(diǎn)的敏感設(shè)備放在最靠近接地點(diǎn)的 地方；地方； 大功率電路與小功率電路的混大功率電路與小功率電路的混 合系統(tǒng)，應(yīng)避免單點(diǎn)接地合系統(tǒng)，應(yīng)避免單點(diǎn)接地。N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC單點(diǎn)接地（低頻）單點(diǎn)接地（低頻）第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 接地點(diǎn)的

12、選擇接地點(diǎn)的選擇1231()ALUIII R接地點(diǎn)靠近最低電平電路接地點(diǎn)靠近最低電平電路N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC接地點(diǎn)靠近最高電平電路接地點(diǎn)靠近最高電平電路N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC121231231()()AHUI RIIRIIIRALAHUU第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)( 2 ) 并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地332211RIURIURIUCBA優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 各電路互相不影響各電路互相不影響缺點(diǎn)缺點(diǎn): 1) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于使用；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于使用； 2）各地線間可能形成電容各地線間可能形成電容 性和電感性耦合。性和電感性耦

13、合。結(jié)論結(jié)論：單點(diǎn)接地只適用于低頻電路：單點(diǎn)接地只適用于低頻電路 當(dāng)當(dāng)l 接近于接近于 /4時(shí)，有很強(qiáng)的天線效應(yīng)，向外輻射；時(shí)，有很強(qiáng)的天線效應(yīng)，向外輻射； 高頻時(shí)分布電容與分布電感的影響，難以實(shí)現(xiàn)真正的單點(diǎn)高頻時(shí)分布電容與分布電感的影響，難以實(shí)現(xiàn)真正的單點(diǎn) 接地。接地。各電路的地電位各電路的地電位R1R2R3N1N2I1I2I3N3ABCR1R2R3N1N2I1I2I3N3ABC第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)說明說明: 多點(diǎn)接地，應(yīng)盡可能減少接地線長度，使高頻阻抗減多點(diǎn)接地，應(yīng)盡可能減少接地線長度，使高頻阻抗減 至最小。一般情況下，電子設(shè)備往往以鍍銀版作為

14、接至最小。一般情況下，電子設(shè)備往往以鍍銀版作為接 地子母線，以減少表面阻抗。地子母線，以減少表面阻抗。)()()(333222111LjRIULjRIULjRIUCBA各電路的地電位各電路的地電位優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 接地線較短，適用于高頻及數(shù)字電路。接地線較短，適用于高頻及數(shù)字電路。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 形成各種地回路，可能造成地回路干擾。形成各種地回路，可能造成地回路干擾。R2N2I2BL1N1I1AR3I3N3CL2L3R1多點(diǎn)接地（多點(diǎn)接地（高高頻）頻）第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)小結(jié)小結(jié)： 單點(diǎn)接地適用于低頻，多點(diǎn)接地適用于高頻；單點(diǎn)接地適用于低頻，多點(diǎn)接地適用于高

15、頻；1MHzf 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 一般采用單點(diǎn)接地；一般采用單點(diǎn)接地；10MHzf 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 一般采用多點(diǎn)接地；一般采用多點(diǎn)接地； 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，若時(shí)，若 ，則采用多點(diǎn)接地；，則采用多點(diǎn)接地； 若若 ，則采用多點(diǎn)接地。，則采用多點(diǎn)接地。 /20l1MHz10MHzf/20l1MHzf 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 一般采用單點(diǎn)接地；一般采用單點(diǎn)接地； 如果電路對電壓降很敏感，則接地線長度應(yīng)比如果電路對電壓降很敏感，則接地線長度應(yīng)比 更小；更??； 若電路只是一般敏感，則接地線可大于若電路只是一般敏感，則接地線可大于 。/ 20/ 20準(zhǔn)則準(zhǔn)則/20第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地

16、技術(shù) 第一類接地系統(tǒng)：第一類接地系統(tǒng)： 敏感信號和小信號接地敏感信號和小信號接地系統(tǒng)。包括低電平、小信號系統(tǒng)。包括低電平、小信號檢測、傳感器輸入、前級放檢測、傳感器輸入、前級放大、混頻器電路等。大、混頻器電路等。 第二類接地系統(tǒng)：第二類接地系統(tǒng)： 非敏感信號或大信非敏感信號或大信號接地系統(tǒng)，包括高平號接地系統(tǒng)，包括高平電路、末級放大器電路電路、末級放大器電路以及大功率電路。以及大功率電路。（1）不同不同接地系統(tǒng)的特點(diǎn)接地系統(tǒng)的特點(diǎn)特點(diǎn)特點(diǎn)：特別容易受到干擾，出現(xiàn)特別容易受到干擾，出現(xiàn)電路失效或電路性能降低，接地電路失效或電路性能降低，接地導(dǎo)線應(yīng)盡量避免混雜其他電路。導(dǎo)線應(yīng)盡量避免混雜其他電路。

17、特點(diǎn)特點(diǎn)：必須將其與小信號必須將其與小信號接地線分開設(shè)置。接地線分開設(shè)置。按照電路各自的特點(diǎn)，對不同的電路采用不同的接地方式。按照電路各自的特點(diǎn)，對不同的電路采用不同的接地方式。混合接地混合接地第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 第三類接地系統(tǒng)：第三類接地系統(tǒng)： 干擾源器件、設(shè)備的干擾源器件、設(shè)備的接地系統(tǒng)。如電動機(jī)、繼電接地系統(tǒng)。如電動機(jī)、繼電器、火花塞等。器、火花塞等。 第四類接地系統(tǒng)：第四類接地系統(tǒng)： 機(jī)殼、設(shè)備底座、系統(tǒng)機(jī)殼、設(shè)備底座、系統(tǒng)金屬構(gòu)架等。金屬構(gòu)架等。注意注意：工程實(shí)踐中，模擬地與數(shù)字地必須分別設(shè)置；工程實(shí)踐中，模擬地與數(shù)字地必須分別設(shè)置；

18、直流地與交流地必須分別設(shè)置。直流地與交流地必須分別設(shè)置。特點(diǎn)特點(diǎn)：干擾頻帶寬、瞬態(tài)電干擾頻帶寬、瞬態(tài)電平高。除屏蔽外，必須與其平高。除屏蔽外，必須與其它接地分開設(shè)置。它接地分開設(shè)置。特點(diǎn)特點(diǎn)：保證人身安全和設(shè)備保證人身安全和設(shè)備工作的穩(wěn)定。工作的穩(wěn)定。模擬電路模擬電路 窄帶窄帶 低電平（低電平（V, mV）數(shù)字電路數(shù)字電路 寬帶寬帶 中電平（中電平（V）第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) ( (2) ) 低頻電路的串、并聯(lián)混合接地低頻電路的串、并聯(lián)混合接地 低電平電路低電平電路串聯(lián)接地串聯(lián)接地 高電平、強(qiáng)噪聲電平電路高電平、強(qiáng)噪聲電平電路串聯(lián)接地串聯(lián)接地 機(jī)箱、

19、機(jī)架機(jī)箱、機(jī)架串聯(lián)接地串聯(lián)接地并聯(lián)接地并聯(lián)接地G低電平電路低電平電路高電平、強(qiáng)噪高電平、強(qiáng)噪聲電平電路聲電平電路機(jī)箱、機(jī)架機(jī)箱、機(jī)架第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)機(jī)架機(jī)架2機(jī)架機(jī)架1機(jī)箱機(jī)箱機(jī)箱機(jī)箱第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)( ( 3 ) ) 高、低頻電路單點(diǎn)與多點(diǎn)混合接地高、低頻電路單點(diǎn)與多點(diǎn)混合接地低頻低頻：電容的阻抗大電容的阻抗大單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地高頻高頻：電容的阻抗小電容的阻抗小多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地N1N2N3低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)混合接地低頻單點(diǎn)、高頻多

20、點(diǎn)混合接地如如：抗高頻干擾的低頻傳輸屏抗高頻干擾的低頻傳輸屏 蔽電纜。蔽電纜。低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)混合接地低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)混合接地第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 如圖所示為一低電平視頻電路，在從音頻到高頻下，實(shí)如圖所示為一低電平視頻電路，在從音頻到高頻下，實(shí)現(xiàn)了低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)，避免了低頻地電流回路的形成。現(xiàn)了低頻單點(diǎn)、高頻多點(diǎn)，避免了低頻地電流回路的形成。注意注意: 避免電容與引線電感發(fā)生諧振。避免電容與引線電感發(fā)生諧振。音頻端音頻端高頻端高頻端大地或車輛的接地面大地或車輛的接地面N1N2第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)

21、高頻：高頻：電感的阻抗大電感的阻抗大單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地低頻：低頻：電感的阻抗小電感的阻抗小多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地N1N2N3高頻單點(diǎn)、低頻多點(diǎn)混合接地高頻單點(diǎn)、低頻多點(diǎn)混合接地低頻多點(diǎn)、高頻單點(diǎn)混合接地低頻多點(diǎn)、高頻單點(diǎn)混合接地第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 如圖所示，計(jì)算機(jī)及其外設(shè)一般需要導(dǎo)線接地，但是容如圖所示，計(jì)算機(jī)及其外設(shè)一般需要導(dǎo)線接地，但是容易引起電氣干擾。通過加線圈（易引起電氣干擾。通過加線圈（1mH：f = 50Hz，Z 0.4；f = 50k 1 MHz，Z 約為約為1K ）這種方式有助于抑制地線中）這種方式有助于抑制地線中的感應(yīng)、瞬變和干擾進(jìn)入邏

22、輯總線。的感應(yīng)、瞬變和干擾進(jìn)入邏輯總線。第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)4. 浮地浮地 設(shè)備地線系統(tǒng)在電氣上設(shè)備地線系統(tǒng)在電氣上與大地相絕緣。與大地相絕緣。N1信號地信號地安全地安全地N2N3 利用懸浮機(jī)殼內(nèi)的屏蔽層降低地回路干擾利用懸浮機(jī)殼內(nèi)的屏蔽層降低地回路干擾機(jī)殼機(jī)殼屏蔽層屏蔽層第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 可以避免安全接地回路中可以避免安全接地回路中 的干擾電流影響信號接地的干擾電流影響信號接地 回路。回路。 可以減少由于地電流引起可以減少由于地電流引起 的共模干擾；的共模干擾；優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)缺點(diǎn)：N1信號地信號地

23、安全地安全地N2N3 減少由于不當(dāng)?shù)慕拥囟a(chǎn)減少由于不當(dāng)?shù)慕拥囟a(chǎn) 生的干擾；生的干擾； 對傳導(dǎo)干擾也有較好的抑對傳導(dǎo)干擾也有較好的抑 制作用。制作用。 不能適應(yīng)復(fù)雜的電磁環(huán)境，特不能適應(yīng)復(fù)雜的電磁環(huán)境，特 別是對于一個(gè)較大的電子系別是對于一個(gè)較大的電子系 統(tǒng)，對地的分布電容較大，不統(tǒng)，對地的分布電容較大，不 能做到真正的懸??；能做到真正的懸??； 雷擊、靜電感應(yīng)時(shí)，會擊穿絕雷擊、靜電感應(yīng)時(shí)，會擊穿絕 緣，甚至引起弧光放電。緣，甚至引起弧光放電。第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 5.4 屏蔽體接地屏蔽體接地 1. 單層屏蔽盒的接地單層屏蔽盒的接地 放大器輸出端電

24、壓，形成反饋，此反放大器輸出端電壓，形成反饋，此反 饋不除，放大器將產(chǎn)生自激震蕩。饋不除，放大器將產(chǎn)生自激震蕩。2C1S1C2SC3SUNU3 3 3Zin 1 1 2 2 3 3 C C2S2S C C3S3S C C1S1SU3Zin 消除此干擾的方法消除此干擾的方法：屏蔽盒與放大器：屏蔽盒與放大器 的公共端短接。的公共端短接。 注意注意：這種連接方式在放大器公共端不接地也適用。這種連接方式在放大器公共端不接地也適用。111SinNABSinj C ZUUj C Z33123SABSSSCUUCCC11/()inSZC通常通常 ，則，則第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干

25、擾的接地技術(shù)2. 雙層屏蔽盒的接地雙層屏蔽盒的接地 第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)3. 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地( 1 ) 放大器接地，信號源不放大器接地，信號源不 接地接地 f 1MHz時(shí)，電纜一般采時(shí)，電纜一般采 取取一端接地。一端接地。 四種可能的接地方式：四種可能的接地方式： A、B、C、D結(jié)論結(jié)論：方式：方式D最好最好 方式方式A 干擾會直接流入一干擾會直接流入一條芯線，產(chǎn)生干擾條芯線，產(chǎn)生干擾，不不合適合適。USUG1UG2ABCD12C1SC12C2S 方式方式B112112()SNGGSCUUUCCC1SUG2UG112UN屏屏蔽蔽體

26、體BC2S等效電路等效電路C12第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 方式方式C0NU11112SNGSCUUCC 仍然不理想仍然不理想 方式方式D DUSUG1UG2ABCD12C1SC12C2SC1SUG2UG112UN屏屏蔽蔽體體CC2SC12C1SUG2UG112UN屏屏蔽蔽體體DC2SC12第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)USUG1UG2ABCD12C1SC12C2S( 2 ) 放大器不接地，信號源接地放大器不接地，信號源接地結(jié)論結(jié)論：方式方式A最好最好小結(jié)：小結(jié)： 當(dāng)電路有一個(gè)接地信號源與一個(gè)不接地的放大器連接時(shí)，當(dāng)電

27、路有一個(gè)接地信號源與一個(gè)不接地的放大器連接時(shí)， 連接電纜的屏蔽層接地應(yīng)接至信號源的公共端；連接電纜的屏蔽層接地應(yīng)接至信號源的公共端； 當(dāng)電路有一個(gè)不接地信號源與一個(gè)接地的放大器連接時(shí)，當(dāng)電路有一個(gè)不接地信號源與一個(gè)接地的放大器連接時(shí)， 連接電纜的屏蔽層接地應(yīng)接至放大器的公共端。連接電纜的屏蔽層接地應(yīng)接至放大器的公共端。第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 同軸電纜同軸電纜 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 同軸電纜同軸電纜 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)5.5 地回路干擾及其抑制地回路干擾及其抑制1. 地回路干擾地回路干

28、擾 由地回路中的共模干擾電壓在受害回路輸入端引起的干擾由地回路中的共模干擾電壓在受害回路輸入端引起的干擾電壓。電壓。 地回路干擾的來源地回路干擾的來源: : 共地阻抗的共模干擾；共地阻抗的共模干擾； 場對導(dǎo)線的共模干擾。場對導(dǎo)線的共模干擾。地回路干擾模型地回路干擾模型信號電流信號電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流IGISZG 地回路耦合系數(shù)地回路耦合系數(shù): :(dB)20log/NGCLCUU第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)計(jì)算地電流的等效電路計(jì)算地電流的等效電路UGIGZGZCZSZLGGGLCSUIZZZZ干擾源電壓干擾源電壓地阻抗地阻抗負(fù)載阻抗負(fù)載

29、阻抗線路阻抗線路阻抗電源阻抗電源阻抗地電流的計(jì)算地電流的計(jì)算第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) RC1 A RC2US B UGRS RG RL信號源與放大器都接地信號源與放大器都接地 RL UNRGUG RC1 RS RC2等效電路等效電路AB22CSCLRRRR通常通常22CABGGCRUURR則則2112()()LCLNABGLSCLSCGCR RRUUURRRRRRRR故故兩點(diǎn)接地的噪聲干擾兩點(diǎn)接地的噪聲干擾第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 在信號源的接地端接入一阻抗在信號源的接地端接入一阻抗ZSG22CSCLRRRR當(dāng)

30、當(dāng)222CCABGGGCSGSGRRUUURRZZ則則121()LNABLSCLCGLSCSGRUURRRR RURRRZ故故 RC1 A RC2US B UGRS RG RL信號源端接入一阻抗信號源端接入一阻抗 ZSG RL UNRGUG RC1 RS RC2等效電路等效電路AB ZSG2SGGCZRR且且SGZ 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，0NU第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 例：例：設(shè)設(shè)RC1RC21、RS500、RL10k、RG=0.01、 UG=10mV，試計(jì)算在放大器輸入端的干擾電壓值。，試計(jì)算在放大器輸入端的干擾電壓值。 若若在信號源與地之間加一個(gè)很大的阻抗

31、在信號源與地之間加一個(gè)很大的阻抗ZSG=1M ，則，則4410110mV9.4mV10500110.014461010mV0.0095V(105001)10解：解：212()()LCNGLSCGCR RUURRRRR21()LCNGLSCSGR RUURRRZ接地干擾接地干擾電壓幾乎電壓幾乎全部施加全部施加于放大器于放大器輸入端的輸入端的輸入端輸入端有效抑制了地干擾對放有效抑制了地干擾對放大器輸入端的影響。大器輸入端的影響。第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)2. 地回路干擾抑制技術(shù)地回路干擾抑制技術(shù) 在信號回路中使用隔離變壓器在信號回路中使用隔離變壓器 在信號回

32、路中使用中和變壓器在信號回路中使用中和變壓器（共模扼流圈）共模扼流圈） 在信號線上使用磁環(huán)在信號線上使用磁環(huán) 在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器或光纖在數(shù)據(jù)線路中使用光電耦合器或光纖 使用差分放大器使用差分放大器第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)原理原理：地回路被隔離變壓器阻隔地回路被隔離變壓器阻隔分析分析：由于繞組間存在由于繞組間存在分布電容分布電容， 仍會產(chǎn)生一定干擾仍會產(chǎn)生一定干擾11/()1 1/()LNGGLLRUUURj Cj CR或或21/11/()NGLUUCR討論討論:1LCR/1NGUU 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，對低頻干擾有較對低頻干擾有較好的抑制能力好的抑制

33、能力提高抑制干擾能力的措施提高抑制干擾能力的措施: 減少繞組間的分布電容；減少繞組間的分布電容； 降低負(fù)載阻抗降低負(fù)載阻抗CUGRL干擾等效電路干擾等效電路電路電路1電路電路2UGC電路模型電路模型隔離變壓器對隔離變壓器對地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，1LCR/1/ 2NGUU3dBGNUU適用范圍適用范圍: ，即，即01LCR01/(2)LfCR電路電路1電路電路2UGC結(jié)論結(jié)論： 不能傳輸直流信號，對低頻信號影響較大。因此，對直流不能傳輸直流信號，對低頻信號影響較大。因此，對直流 和低頻信號電路不宜采用。和

34、低頻信號電路不宜采用。 對低頻干擾有較好的抑制能力；對低頻干擾有較好的抑制能力； 變壓器的初、次級之間有寄生電容，對高頻干擾的抑制效變壓器的初、次級之間有寄生電容，對高頻干擾的抑制效 果不好；果不好；第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：兩個(gè)繞向相同、匝數(shù)相同的繞組構(gòu)成兩個(gè)繞向相同、匝數(shù)相同的繞組構(gòu)成電路電路2電路電路 1扼流圈的一扼流圈的一種安裝方式種安裝方式電路模型電路模型信號電流信號電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流UGUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路共模扼流圈對共模扼流圈對地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制第第5 5章章: : 抑

35、制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 對于流過接地線的共模干擾電流，流經(jīng)兩線電流方向相同對于流過接地線的共模干擾電流，流經(jīng)兩線電流方向相同, , 所產(chǎn)生的磁場相長，故扼流圈對回路干擾電流呈現(xiàn)高阻所產(chǎn)生的磁場相長，故扼流圈對回路干擾電流呈現(xiàn)高阻 抗，起到抑制地回路的作用?？梗鸬揭种频鼗芈返淖饔?。 對于正常信號，流過的電流相反，所產(chǎn)生的磁場相消，對于正常信號，流過的電流相反，所產(chǎn)生的磁場相消， 對電流沒有影響，且不會切斷直流回路；對電流沒有影響，且不會切斷直流回路；原理：原理：電路模型電路模型信號電流信號電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流UGUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效

36、電路第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 對干擾信號的抑制對干擾信號的抑制設(shè)兩繞組上的電流分別為設(shè)兩繞組上的電流分別為I1、I2 ，則，則1 12122122GLGCUjL Ij MII RUjL Ij MII R2222212,()()CCCCCGLGLLLLR UR UIIj L RRR Rj L RRR R（令（令US0）UGML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路在一般情況下在一般情況下112,CLRRLLM2222221()1/NcLcGcLcLccUR RRUj L RRR Rj LRj L R2/1/ 1 ( /)NGCUUff當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，5Cf

37、f/1/5NGUU得得故故2/(2)CCfRL 扼流圈的截止頻率扼流圈的截止頻率I2I1第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 對信號的影響對信號的影響設(shè)兩繞組上的電流分別為設(shè)兩繞組上的電流分別為IS、IG ，則，則122()()0()()SSLSGSGCSUIRjLIIj MIIRjLj MI222222()()()()CCCCCCSSLSSLLLRjL UIRRjLjLRRjL UUR RjL RRR（令（令UG0）結(jié)論結(jié)論：對高頻干擾具有較好的抑制能力對高頻干擾具有較好的抑制能力得得221/CSGSCCRIIIRjLjff1/5GSIIUSML1L2RC1RC

38、2RL等效電路等效電路IGISIS- - IG當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)5Cff22CCRfL第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)原理原理：同縱向扼流圈：同縱向扼流圈1()0SSSIRjLj MI111/SSSSCjLIIIRjLjff結(jié)論結(jié)論：信號電流主要流經(jīng)同軸線的信號電流主要流經(jīng)同軸線的 屏蔽層屏蔽層得得當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，5Cff1/1SII分析分析：由：由ARSLSBA構(gòu)成的構(gòu)成的 回路中回路中/(2)CSSfRL同軸線的截同軸線的截 止頻率止頻率MLSI1RSRL等效電路等效電路IGISAB同軸電纜同軸電纜對對地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制電路電路1電路電路2UGZGIS

39、I1IG第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 鐵氧體磁環(huán)是高導(dǎo)磁率和高電阻率的材料，對高頻干擾有鐵氧體磁環(huán)是高導(dǎo)磁率和高電阻率的材料，對高頻干擾有很好的抑制損耗，而對低頻電路的損耗較小。很好的抑制損耗，而對低頻電路的損耗較小。對共模干擾的抑制對共模干擾的抑制電路電路1電路電路2UGZG對異模干擾的抑制對異模干擾的抑制在信號線上使用鐵氧體磁環(huán)在信號線上使用鐵氧體磁環(huán)電路電路1UGZG電路電路2第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)用光電耦合器斷開地回路用光電耦合器斷開地回路電路電路1電路電路2UGZG 光電耦合器對信號的傳輸光電耦合器對信

40、號的傳輸 利用發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度隨通過它的電流的變化特征，利用發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度隨通過它的電流的變化特征，把電路把電路1的信號變換成強(qiáng)弱不同的光信號；光敏三極管再把強(qiáng)的信號變換成強(qiáng)弱不同的光信號；光敏三極管再把強(qiáng)弱不同的光信號轉(zhuǎn)換成信號電流，從而完成電路弱不同的光信號轉(zhuǎn)換成信號電流，從而完成電路1和電路和電路2之之間的信號傳輸。間的信號傳輸。使用光電耦合器抑制地回路干擾使用光電耦合器抑制地回路干擾第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)用光電耦合器斷開地回路用光電耦合器斷開地回路電路電路1電路電路2UGZG 光電耦合器對干擾的抑制光電耦合器對干擾的抑制 光電耦合器

41、利用光來傳輸信光電耦合器利用光來傳輸信息，從輸入端傳送到輸出端的光息，從輸入端傳送到輸出端的光電耦合器件使得輸入和輸出在電電耦合器件使得輸入和輸出在電氣上完全隔絕，因而能有效地抑氣上完全隔絕，因而能有效地抑制干擾。制干擾。 光電耦合器適用于數(shù)字電路，不適用于模擬電路。光電耦合器適用于數(shù)字電路，不適用于模擬電路。 光電耦合器的輸入光電耦合器的輸入 輸出端之間的雜散電容（輸出端之間的雜散電容（0.3pF10pF） 限制了光電耦限制了光電耦 合器在高頻端的使用。合器在高頻端的使用。使用光電耦合器抑制地回路干擾使用光電耦合器抑制地回路干擾第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技

42、術(shù) 光纖的優(yōu)點(diǎn)是具有無感應(yīng)性和高度隔離性，相當(dāng)于在共光纖的優(yōu)點(diǎn)是具有無感應(yīng)性和高度隔離性，相當(dāng)于在共模地回路中引入一個(gè)高阻抗，能從比值上消除干擾，常用于模地回路中引入一個(gè)高阻抗，能從比值上消除干擾，常用于作強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的信號傳輸線以及作微弱檢測信號傳輸作強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的信號傳輸線以及作微弱檢測信號傳輸線。線。光纖光纖對對地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制用光纖消除地回路耦合用光纖消除地回路耦合電路電路2UGZG電路電路1第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)差分放大器的輸出電壓差分放大器的輸出電壓 當(dāng)兩個(gè)輸入端對地平衡當(dāng)兩個(gè)輸入端對地平衡時(shí)，即為差分平衡器件。時(shí)

43、，即為差分平衡器件。電路連接電路連接電路電路1電路電路2UGZGKU0= K（U1 U2） U0輸入端輸入端 U1 U212輸出端輸出端公共端公共端差分放大器示意圖差分放大器示意圖K使用差分放大器抑制地回路干擾使用差分放大器抑制地回路干擾第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù) 對干擾的抑制對干擾的抑制，則，則12,LGLGRRRR通常通常120121122()()LLNGLCSLCRRUK UUKURRRRR0SR 若若0NU ，且，且1212,LLCCRRRR ，則，則RGRC1RC2U1U2BRL2RSRL1AUG U0RC1RGRL2RL1RSRC2 U1 U

44、2US UGBA等效電路等效電路第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)例例：UG= 100mV，RG= 0.1，RS = 500, RC1= RC2= 1 ， RL1= RL2= 10k ，求，求UN=？若？若RL1=RL2=100k時(shí)時(shí), UN=？1211224.76mV()0.5mVLLNGLCSLCRRUURRRRR解解：第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)1201122()LLNABLCSLCRRUKURRRRRABRR當(dāng)當(dāng)ABGUU，則，則RGRC1RC2U1U2BRL2RSRL1AUG U0RC1RGRL2RL1RSRC2 U1 U2US UGBA改進(jìn)電路改進(jìn)電路RRABABGABRUURR2111()LLSABLCSRRRRRRR其中其中如此，大為減如此，大為減少干擾，同時(shí)少干擾，同時(shí)對信號而言，對信號而言，也沒有增加輸也沒有增加輸入阻抗。入阻抗。第第5 5章章: : 抑制電磁干擾的接地技術(shù)抑制電磁干擾的接地技術(shù)搭接搭接：兩個(gè)金屬物體之