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“地”對不同的工程師代表不同的含義

電磁兼容EMC ? 來源:韜略科技EMC ? 作者:韜略科技EMC ? 2022-06-10 09:41 ? 次閱讀

“地”對不同的工程師代表不同的含義。

電子行業上最先使用“地”這個名詞是在電報(telegraph)時代。在早期美國的西部牛仔片,劫匪在搶了銀行后射斷一條電桿上之電線,讓銀行無法通知隔壁城鎮派出警衛隊追捕。這里的電線只有一條,現在的我們知道,電流必須要形成一個完整的環路,由發送到接收,然后必須要再回發送端。但是在當時,電線的價格是非常昂貴的。早期的資本家發現若是發送的一端與接收的一端都接到大地的話,這樣就只要一條線而且還能很好的運作。如圖,發送端與接收端都“接地”而形成電報回路。

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這種對于信號脈沖在每秒5個脈沖以下時,這是一個絕佳的方式。不管地面的傳導性如何,信號還是可以傳輸。缺點也很明顯,當信號速率提升時這種方式完全無法使用,因為當頻率提升時地面的阻抗也很快速的增加。此時必須考慮到整個的電流路徑。不能只是直接的傳輸路徑(信號路徑),同時還包括回返電流路徑(信號回返電流)。

二安全地

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接地的其中一個主要目的是為了安全。如圖中的機箱,若外殼沒有接地,當電源線與外殼之間的絕緣良好時,就算外殼上的感應電壓很高,但是人接觸外殼時也不會發生危險,因為流過人體的電流非常小。最壞的情況是電源線與外殼之間短路,這時全部電流流過人體。除此之外接地還能為雷擊電流提供一條泄放路徑,當設施或設備中裝有浪涌抑制器時,接地是必要的,否則無法泄放浪涌能量。這時,不僅要接地,而且還要“接好地”,也就是,接地的阻抗還必須很低,對于許多靜電敏感的場合,接地還是泄放電荷的主要手段。

三地的干擾

EMC中,地線會引發干擾問題,所以很多時候分析干擾的時候會用示波器查看地線上的噪聲,更多的時候我們發現地線上有干擾噪聲,但是不知道怎么來的,也不知道如何解決。

其中的一個原因是因為電流流過一個電阻時,就要在電阻上產生電壓。我們用作地線的導體都是有一定阻抗的。因此地線電流流過地線時,就會在地線上產生電壓。我們在設計電路時,往往將地線作為所有電路的公共地線,因此地線上的電流成分很多,電壓也很雜亂,這就是地線噪聲電壓。如下圖,電路1到電路3都接地,但是接地的點電路1阻抗與電路3差異非常大。

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解決辦法:設計之初盡量減小地線的阻抗,地線盡量減少寄生電感。靈活使用接地方式,避免出現兩端地不平衡。

四總結

在實際應用中,或多或少都會遇到各種的EMC困擾。對于這些困擾有部分就是因為地線干擾造成。這個時候我們可以用示波器觀察到地線上的噪聲來確認,對于這種情況就需要通過改善接地的阻抗,還可以合理運用一些共模電感,因為地線電壓實際上也是一種共模電壓,其實只要找到導致地干擾的原因,再針對性的去做措施,地線上就不會有影響其它問題的干擾。

審核編輯 :李倩

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原文標題:“地”是怎么來的

文章出處:【微信號:EMC_EMI,微信公眾號:電磁兼容EMC】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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