电磁兼容中接地技术详解.docx

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1、电磁兼容中接地技术详解接地是电路或系统正常工作的基本技术要求之一，也是EMC性能高低之关键因素。在电子设备中，合理地应用接地技术，能抑制电磁噪声，大大提高系统的抗干扰能力，减少EMI。并且良好的接地对电磁场有很好的屏蔽作用，能释放设备机壳上积累的大量的电荷，从而避免产生静电放电效应。在设计一个产品时，在设计期间就考虑到接地是最经济的方法。一个设计良好的接地系统，不仅从PCB，而且能从系统的角度防止辐射和进行系敏感度的防护。有关接地系统所关心的重要领域包括：①通过对高频元件的仔细布局，减小电流环路的面积或

2、使其极小化。②对PCB或系统分区时，使高带宽的高频电路与低频电路分开。③设计PCB或系统时，使干扰电流不通过公共的接地回路影响其他电路。④仔细选择接地点以使环路电流，接地阻抗及电路的转移阻抗最小。⑤把通过接地系统的电流考虑为注入或从电路中流出的噪声。⑥把非常敏感的（低噪声容限）的电路连接到一稳定的接地参考源上。首先了解一下接地的分类及相关定义，根据接地的作用不同，将设备的“地”分成以下3大类：工作地工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。该基准电位可以设为电路系统中的某一点、某一段或某一块等。当该

3、基准电位不与大地连接时,视为相对的零电位。这种相对的零电位会随着外界电磁场的变化而变化,从而导致电路系统工作的不稳定。当该基准电位与大地连接时,基准电位视为大地的零电位而不会随着外界电磁场的变化而变化。根据电路的性质，将工作接地分为不同的种类，比如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。上述不同的接地应当分别设置。这里重点介绍信号地和功率地：信号地是各种物理量的传感器和信号源零电位的公共基准地线。信号地的较好定义是信号流回源的一个低阻抗路径。这个定义突出了电流的流动。当电流流过有限阻抗

4、时，必然会导致电压降，因此这个定义反映了实际地线上的电位情况。功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地线。由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高，所以功率地线上的干扰较大。因此功率地必须与其它弱电地分别设置。安全地安全接地即将机壳接大地。一是防止机壳上积累电荷，产生静电放电而危及设备和人身安全；二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电时，促使电源的保护动作而切断电源，以便保护工作人员的安全。有时，为防止雷击而设置避雷针,以防止雷击时危及设备和人身安全。为安全考虑,要直接接在大地上。出于电磁兼容

5、需要接地除了设备工作和安全保护之外，有时设计人员对设备还需要采取一些措施，比如屏蔽、滤波等，这些也是需要接地的，因此有时还用到下面的地。（1）屏蔽接地：电路之间由于寄生电容必须进行必要的隔离和屏蔽，提供给这些隔离和屏蔽的金属的地线。屏蔽与接地应当配合使用，才能起到屏蔽的效果。屏蔽接地主要包括电路的屏蔽罩接地、电缆的屏蔽层接地和系统的屏蔽体接地。（2）滤波接地：滤波器中一般都包含信号线和电源线到地的旁路电容，提供给这些旁路电容的接地，如果不接地，这些旁路电容就出于悬浮状态，起不到旁路的作用。（3）噪声和干

6、扰抑制：对内部噪声和外部干扰的控制需要设备和系统上的许多点与地相连，从而为干扰信号提供最低阻抗的通道。（4）静电接地：非导电用的导体器件接地，泄放静电和防止接受无线电波再发射。根据上述的接地分类情况，我们发现其实接地的真正功能主要有两个，那就是提供安全和信号“零电位”两种作用，因此可以更通俗易懂的将接地分为“安全地”和“信号地”两种。安全地是为了设备电气安全，一般与大地相连，保证接地的设备与大地处于同一个电位；信号地是为了电路能够正常工作，不一定与大地相连接，可以是任何定义为电位参考点的位置。8.1.3

7、接地方式接地没有一个很系统的理论或模型，人们在考虑接地时只能依靠他过去的经验或从书上看到的经验。接地的方法很多，具体使用那一种方法取决于系统的结构和功能。接地的方式可以分为三种：单点接地，多点接地和混合接地。其中单点接地可以分为串联单点接地和并联单点接地两种，如图所示。信号接地方式多点接地单点接地混合接地串联单点接地并联单点接地信号接地方式单点接地单点接地连接是指在产品的设计中，接地线路与单独一个参考点相连，该点常常以地球为参考，如图所示。单点接地要求每个电路只接地一次，并且接在同一点，并设置一个安全接

8、地螺栓，防止来自两个不同子系统(有不同的参考电平)中的电流与射频电流经过同样的返回路径，从而导致共阻抗耦合。为防止工频和其它杂散电流在信号地线上产生干扰，信号地线应与功率地线和机壳地线相绝缘。且只在功率地、机壳地和接往大地的接地线的安全接地螺栓上相连（浮地式除外）。单点接地工作频率低（<1MHz）的采用单点接地式，这意味着分布传输阻抗的影响是极小的。单点接地有两种类型，一种是串联单点接地，另一种是并联单点接地。如图8-3所示。单点接地的分类