2022年电子系统设计方案干扰控制技术 .docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 电子系统设计：干扰掌握技术 引言 每个电气工程师和技术人员都期望他所设计的设备的成本比预期的低、进度提前、工 作牢靠,并且不会干扰其它设备；但是,由于电气噪气和电气干扰的存在,常常达不到这 些目标；假如不能在有限的时间内解决这些问题,我们可能必需舍弃这些工程或者实行修 修补补的方法,铺张了我们投资工程的全部时间、金钱和努力；例如,假如数字系统超过 联邦通信委员会 <）对传导和辐射发射的限制,我们就不能在美国销售这些系统；大 多数欧洲国家也有类似的要求,德国的是最严格的一个；在美国,军用设 备必需满意；大多数电气工程课程和书籍不是忽视了电气噪声,就是将争论局限于热噪声；结果,大多数工程师,在调试他们设计的第一个系统时就卷入噪声问题；这通常带来三个副作用： <）调试需要比预期长得多的时间；<）设计师的信心受到挫伤,<）解决问题需要的干扰掏器件使制造成本提高；在我工作的早期,我发觉了一个较好的方法：从开头就将干扰抑制措施设计进产品；这是一个包含四个步骤的过程：<）懂得干扰问题的类型,<）设计电路时使这些问题减小到最小, <）设计线路板、电缆的结构尽量排除这些问题,必要时,使用干扰抑制器 件； <）将系统分成模块调试,确认每个子系统组装正确、工作正常,在进行进一步组装 前不会有任何问题；通过一开头就正确地设计系统,我常常提前完成任务,成本也较低,自我感觉良好；这本书包含了我作为实践电气工程师工作了成取得了广泛 <有些是代价 昂贵的）的体会,通过与合作者的争论,和三年对电气干扰掌握方法的争论成果；第章 到第章概括了干扰的产生、接收的耦合途径；第章到第章概括了减小干扰问题的技 术；第章到第章的概括减小干扰的物理设计技术；第章概括了干扰问题的发 现、确认和定位技术；附录中包含了电气干扰问题分析的具体资料和设计挑选；作为本书争论的一部分,我在全国个大技术图书馆搜集了资料,总共研读了 公斤以上的书籍、杂志、和会议录；在这些材料中,我发觉了有关干扰掌握的本书 籍,篇技术报告,和篇杂志上发表的文章和论文；其中,最有价值的七个资料资源是：Henry W. Ott 的 Noise Reduvtion Techni- ques in Elecronic Systems,p,这本书全面概括了防止电气干扰问题的设计技术,是我发觉的最好的参考书； William R. Blood 的 MECL system Design Handbook,这本书对高速系统的设计作了详细论述； enneth Keenan的 Digital Design for Interfe- rence Specifications,这本书论述了数字系统中的干扰掌握技术；Donald R. J.Whit- er Handbook Series on Electromagnetic Interference and Compatibility,Volum3,这本书论述了在系统中确定干扰问题的技术； iltron 公司的技术报告： Inter ference Reduction Guide for Design Engineers Volum1,供应了射频干扰掌握设计的丰富数据,包括设计数据的图和表；这个领域内两本很好的杂志是 Technology 和 ransactions on Electromagnetic Compatibility；1 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 无源器件 很多电气教科书中假设电阻、电容和电感是线性的,其阻抗为： 对于电阻 j fC 对 于 电 容 j f 对于电感式中：f 的单位是赫兹 <图）,、是矢量；然而,在实际中 ,全部的器件都有寄生电阻、寄生电容、寄生电感；这些寄生参数在低频时通常无关紧要,但是在高频时起着主要作用；图抱负器件的阻抗特性图是实际电阻的集总阻抗模型；是期望的电阻值,s 是寄生串联电感,单位是亨利, p 是寄生并联电容,单位是法拉第,由于电阻引线和内部结构产生的；在频率 f 处,电阻的阻抗是：图 实际电阻的集总阻抗模型图是实际电阻的典型的阻抗频率曲线；留意两个明显的特性：高阻值电阻起始值较大,但随后下降,而低阻值的电阻起始虽小,但随后上升,然后下降；假如试验各种不同的、 s、 p,我们发觉 < s p） 是在阻抗曲线中不会产生尖峰的最低阻抗值；因此将： c <sp）定义为电阻的临界值；假如电阻的阻值大于 c,其阻抗约为： f p 赫兹时 图 实际电阻的阻抗fp 赫兹时 fp 假如电阻的阻值c,就 s 和 Cp 会在 fc=1/2 Ls/Cp>1/2 赫兹处谐振；这时电阻的阻抗大兹赫时约为：f1/2 Ls赫 Lsffc/3兹时 fLs2 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 当 f=fc 时,阻值增加为：当 f fc 时,阻值降低为： f p 表是常用电阻的寄生电感、寄生电容和谐振频率的范畴；通常,为了防止较大的阻抗偏移,我们期望电阻的谐振频率远高于电路的工作频率；表常用电阻寄生电感寄生电容和谐振频率的范畴电阻类型 LsnH> CppF> fcMHz> 10 0.11.0 5003000 金属5 30 0.11.5 7502000 碳复合15 700 0.10.8 3001500 碳膜15 700 0.10.8 3001500 金属膜0.23 0.010.08 5004000 表面安装绕线绕线 <无4725000 214 8200 感）2600 0.15 901500 图是实际电容的集总阻抗模型；是期望的容值,单位是法拉第 s 是寄生电感,单位是亨利； s 是串联电阻,单位是欧姆； p 是漏电阻,单位是欧姆；全部这些参数都是电容引线和内部结构产生的；在频率 f 处,电容的阻抗为：图 2-4 实际电容的集总阻抗模型图是实际电容器的阻抗频率曲线典型值；如 果 电 容 的 串 联 电 阻 大 , 阻 抗 在 谐 振 点fc=1/2 CLs1/2邻近平整；假如电容的串联电阻小,在 谐 振 点 阻 抗 曲 线 尖 锐；假如认真争论电容阻抗的方程式,就会发觉当 s .41Ls/C>1/2 欧姆时,电容特性 <f<fc ）与电感特性f>fc> 之 间 的 过 渡 最 短 , 并 且 最 平 坦 ； 所 以 将 ：c .41Ls/Cp>1/2 定义为电容的临界串联电阻；假如电容的串联电阻大于 c,就它的阻抗大约为：当 f<1/2 sC Hz 时, fC当 sCfRs/2 Ls Hz 时,图实际电容的阻抗s 当 f>Rs/2 Ls 时, fLs假如 s<c,与 s 会在 fc 邻近谐振,这时的阻抗为：当 3 / 24 f<fc/3 Hz 时, 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - fc当f=fc Hz时,Rs 当 f>3fc Hz 时, fLc 表给出了常用电容的串联电感、串联电阻、漏电阻和自谐振频率的范畴；我们 通常期望电容的自谐振频率远高于电路的工作频率；这将是大容值电容的一个问题；一种 解决方法是一只小容值电容与大容值电容并联起来；这个技术也能补偿电解电容老化后串联电阻的增加,因此保持电路良好的旁路特性；为了滤除频率很高的干扰,可能要用穿心 电容,并且安装在屏蔽体上供应输入、输出端的隔离； 模拟电路设计大多数模拟电路应用低电平信号而往往成为噪声的受害者；模拟电路应当在最小增益和带 宽的要求下 ,设计成线性工作状态；通过采纳差分信号、保持输出阻抗低于 、负载阻 抗大于 后,拾取的噪声能被减小；高增益放大器在至频率范畴 内趋于振荡 ,所以反馈环路应当设计成能在最差情形下防止这些振荡的发生；假如高电平噪 声进入模拟电路,将使偏置发生变化,并导致放大器灵敏度下降甚至过载；模拟电路要求有效的旁路和去耦,防止通过电源线拾取噪声；图给出运算放大器的 举荐旁路电路；每个运放的和应各有一个至 钽电解旁路电容器；每个运算放大器仍应采纳陶瓷电容器将它的和插针与输出信号回线连接起来；这些旁路电容应当是 .或至少为负载电容的倍,两者取较大的一个；旁路 不足常引起振振荡或“卜卜 ” 声； <留意：假如在电路上并联大的和小的旁路电容,可在大电 容上串连一个 电阻,以减小高频振铃）；图 举荐的运放旁路电路图给出举荐的多级放大器的去耦电容器；和有助于抑制耦合进第一级 的电源线噪声；为了减小进入输入级的电源线噪声和发生振荡的可能性,电源输入端应尽 可能靠近输出级；多级放大器的抱负布局为始终线,使输入级和输出级尽可能远离；图 举荐的多级放大器去耦电容假如运算放大器直接驱动电抗性负载 荡；在运放的输出线上串联一个小阻尼电阻 欧姆或的氧体磁珠,就能抑制这些振荡；<图中的和）,就几乎确定会振 <图 <a）, <）4 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 运算放大器驱动电抗性负载假如运放驱动容性负载,也会发生振荡；图介绍倒相放大器抑制振荡的两种方法；和用来调剂放大器的增益；< ×） <）为任选,但它有助于平稳两运放的输入偏置电流,而且假如接近,有助于抵消输入电路中感应的任何热温差电压；在图<a）中,增加 <） pF,可在几乎所有负载条件下保持放大器稳固；在图<b）中,增加了一个远大于运放输出电阻的电阻器和 <） ,使得在全部负载条件下,放大器都稳固工作；图 倒相放大器驱动电容性负载图介绍了非倒相放大器防止振荡的四种方法；在图 推迟输入信号,所以运放能向充电而不饱和；在图<a）中,和 <b）中,和减小运放的高频增益而不影响其直流增益；如图 <c）中,和 p<这里 p是结点上的杂散电容）使运放成为无条件稳固的积分器；在图 <d）中,增加 p<）,得到一个与反馈环路中的电阻性分压器<和）相并联的容性分压器；检验放大器稳固性的好方法是在放大器输入端接一脉冲发生器,并调整它,使得在放 大器输出端按 m步进 <常规负载端接）；假如输出端的过冲低于,就电路 是稳固的；图 不倒相放大器驱动电容性负载 有些模拟电路的输入端用开关与不同信号源相连,如留声机、收音机以及家用立体声 盒带录音机等；沟通耦合输入端应用牵引电阻 <图 <a）中的和）,以供应输 入电容放电通路并防止“喀呖 ”声、 “ 卜卜 ” 声和其它瞬态现象；场效应管开关通过栅极至漏 极的杂散电容能将鼓励信号耦合进模拟输入端；这个噪声可通过减小栅极信号的漂移或在 栅极电路上增加一个滤波器使栅极信号展宽而被抑制；假如信号必需特别快速地转5 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 换,一个带有匹配的场效应管开关电路和匹配输入端的差分放大器 ,）将抵消电荷转移；图 开关模拟信号<图 <c）中,年,我设计了一台新型喷墨式打印机的功能测试仪；这台测试仪能监控 至的约种模拟信号,其模拟输入电路板额定电压±；为了爱护昂贵 的模拟电路板,我打算用廉价的运放阻尼全部模拟信号；图介绍了我以前设计的非倒相放大器 <用于信号低于 ±）和倒相放大器 计,我预期输出电缆约两 M 长；<用于信号超过 ±）；依据初始结构设图 有条件稳固放大器 .接口电路设计：电子系统和 “实际世界 ”之间的接口,要特殊留意很多噪声源；输入输出装置通常独立的单元,通过长的电缆与主系统连接；很多输入输出装置包括螺旋 管线圈、开关、继电器和电机,在高电平工作时,产生大电压和电流尖峰；为了减小这些 噪声问题,在设计慢的、低电压和电流工作的接口电路时,使用抑制电弧和尖峰的电路,尽可能使大功率电路简洁；非线性的连接可以滤去高频噪声,把其送到低频电路中去,这种效应称为“ 音频检波 ” ；商 用机可以有m电场,军用设备为m电场,于是未屏蔽长电缆能简洁地 拾取之多的共模噪声；在这个电平上,不仅晶体管和集成电路中结,甚至冷焊 接头和已腐蚀的连接,可以起到检波作用；通过更换导线来产三少噪声的拾取,或者增加低通滤波器来爱护敏锐的连接<图）,可以降低音频检波；图 削减音频检波输出电路必需设计成能承担由负载引起的大的起动电流；例如,白炽灯在开启时,可6 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 以是工作时倍的电流,变压器是倍,电机是倍,继电器是倍；这些大的起动电流产生大量噪声,可以熔化触点或毁坏半导体；可控硅整流器 <）和三端双向可控硅开关产生大量噪声,由于在开起时驱动重负载；通过将其在电源电压零交叉时起动,可以削减噪声；在的阳极,或者三端双向可 控硅开关上尖峰电压可以通过寄生电容耦合到栅极,使器件突然开启；缓冲器 <图）可以吸取这些尖峰脉冲<以下简称尖峰）,来防止突然开启；按体会法就,缓冲器中电阻器等于最小负载电阻；对于中小电流的或三端双向可控硅开关,驱动负载的 电感为 <）,就 和 <）；假如负载电阻小于 ,图 <d）中和可省去；双极型晶体管和场效应晶体管<）可以产生振荡,由于基极和栅极的寄生电容；这种现象特殊普遍,当高频晶体管 <单位增益频率 ft ）工作时低于 .ft时；我们能够防止双极晶体管振荡,是在基极一发射极上加电容器 <图中和）；对于,在栅极串联 电阻器 <图中和）有同样的结果；另一个有效技术,即不转变原电路图,在晶体管基极栅极上穿磁珠 <图中）,以降低高频增益,不影响低频特性；图防止和三端双向可控硅开关开启图 防止晶体管高频振荡晶体管和快速开关可引起大量辐射噪音；集电极到发射极<漏极到源极）的0.47 电容器,将使这些快速沿变慢,削减辐射噪声；较好的解决方法是将驱动器紧挨负载,为了减小承担瞬变大电流的导线的环路面积和长度；抑制电弧电路减小噪声,这噪声是开关的开关、继电器触点的开启和闭合,特殊是驱动电感负载产生的；在触点间加上超过电压时,产生辉光放电；电弧发生在：<）触点上电压变化大于s；<）电压超过负电触点的额定值 arc； <）负载电流超过任一触点的额定电流 Iarc；表列出了触点一般材料的 arc和 arc；高 arc额定值的触点期望比低 arc额定值的触点,产生更低的电磁干扰 <）,由于灭弧；<留意：已由于飞弧损坏的触点,可以是所列值特别之一的最小飞弧电流）；触点材料表触点一般材料最低起弧条件IarcA>VarcV>碳铜7 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 金铁钼镍钯铂铑银钨图表示为开关和继电器的抑制起弧电路；阻性负载,小于Iarc时,不必加电弧抑制器；图 <a）、 <b）、 <c）和 <d）表示感性负载 <小于 <Iarc ）的电弧抑制器；图 <e）和 <f）表示负载电流大于 arc的电弧抑制器；假定峰值电源电压为 s<）,峰值负载电流 I<）,负载电感为 <）和负载电阻 <）,举荐值为：工作电压为 s<）时,、和 <）和 <）<）；和 <）；、和为额定的 ； arc<） <）；和 < ）；s反峰电和工作连续电流； < ）和 s/ arc<）； ；全部这些抑制元件都应紧挨触点,全部导线应尽可能能短；图<b）表示湿式汞开关和继电器的正确电弧抑制器；和的举荐值是：正确电弧抑制器；和的推 荐值是： <）,最小为；1+50/Vs> s/10I图 开关和继电器抑制起弧的电路 电源设计：开关电源是以下传导和辐射噪声的主要来源；当小输出电流工作时,线性电源会产生“ 汽船声 ” 即<产生低频锯齿波）,而当用长线驱动较差的旁路负 8 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 载时,仍可能振荡；另一个问题是,当输入输出端隔离较差时,会使电流线噪声进入产品,并使产品噪声增加；这些问题可以通过适当挑选元器件、认真布线、旁路良好、滤波以 及屏蔽等方法加以解决；图给出线性电源原理图；变压器上升或降低线路电压,并供应初次级隔离,、和对次级电压整流并对滤波电容器充电, ref为的偏置电压,用来稳固输出电压out=Vref-p关联电容,所VbeQ1> ,图表示电源的高频模型p串联电容和由至 out,以及由至out,此电源有以大约的电源线噪声将到达产品中,而且反之亦然；图8-1 线性电源原理图图基本线性电源的高频模型在大多数沟通电源线上,高频噪声是极普遍的；大约平均每数分钟可观看到一次 尖峰,每天可观看到一次尖峰,每年一次尖峰,在雷电高发区,室内 平均每天能观看到尖峰约两次,每年能观看到尖峰的一次；办公室 和车间邻近有电动机时将产生至尖峰,将有更多噪声；雷电可以将 至尖峰置于室外电源线上,而将至尖峰置于室内电源线上 <限于墙 上电源插孔的电弧过电压）；作为一般规章,电源应当能经受尖峰噪声而不 被损坏,而高牢靠性电源就应安全经受尖峰噪声；汽车引起的环境电磁干扰也很严峻,发动机由满载突然下降,能产生尖峰；电 感性负载的开与关能产生尖峰；成束导线中,导线之间的耦合能产 生尖峰,而点火装置突然熄火,将产生尖峰；通常条件下,都相伴有±.噪声,而点火系统相伴有±.；电子设备防护电源线尖峰干扰的一种方法是采纳浪涌吸取器,例如,我的家用运算机、打印机、彩色监视器,以及绘图仪都插入六插口“ 电源浪涌吸取器”；我的系统将和未加防护器时一样正常的工作,但我喜爱所供应的附加防护；这个特殊的单元包含金属氧化物压敏 电阻器,它是一种非线性电阻器；浪涌吸取器的其它类型有,碳化硅压敏电阻器、齐纳二 级管、气体放电管等；表列出了这些器件的主要性质；器件类型表浪涌吸取器的尖峰抑制特性电容量响应时间击穿电压非线性 a额定电流 <）气体放电管压敏电阻器70-40,000 - 1000-10,000 0.5-10 50-5000 6-4700 15-30 10-70,000 10-33,000 1-50 碳化硅可变电阻300-10 ,000 9-1000 2-7 1-1000 30-4000 urgector/Thy Zorb 5-600 - 5-3500 90-200 10-10,000 Transzorb 齐纳二极管6-500 352-2000 10-90,000 1-10 1-251-70030-1001-5002-60,000*I=KVa<A ）9 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电源中的整流器导通时产生电压尖峰,截止时产生电流尖峰；采纳软复原整流器或高额定电压和电流整流器；其它可以采纳的方法有,限制通过整流器的电流 <图 a>）,降低整流器电流变化的速率 <图 b>）及 <c） ,或用高质量旁路电容器吸取尖峰 <图 <d）和 <e）；肖特基二级管整流器就需采纳缓冲器,防止整流器截止时出现振铃 <图 f>）；图 a>、b>、c>和<e）中的尖峰掏器也能抑制外部噪声,或将外部噪声旁路至地,增加电源的输入输出隔离,并降低产品对噪声的敏锐度；<注：开关电源中的二级管必需比开关三级管截止得更快,或电源能自行抑制其自身产生的噪声尖峰；）图 减小整流器的通断瞬态效应图 在原边抑制噪声让我们看看,应如何验证图中电源存在的噪声；我们最大的问题是电源噪声,由于它能损耗产品；图<a）为典型的民用电源线滤波器；和抑制高频噪声,和旁路高频差模噪声,而和旁路高频共模噪声；典型值是 . m, . ,而 .m；我们仍需要一个阻值为 . <）的泄放电阻,为和放电；<注：滤波器的谐振频率必需低于开关频率；）有时我们只需要进行少量的滤波,图<b）的电路就足以工作；是低质或塑料电容器,和是标准 .瓷片电容器；和是碳膜电阻器；这个电路可以安装在接线板或印制板上,但应使电容器引线尽可能短；在电源线滤波器中采纳的全部元件应当能经受住滤波器额定沟通电压的两倍和额定沟通电流的两倍；对于线性电源,滤波器的截止频率应当至少是最高沟通输入频率的 .倍；我们也可以将电源变压器屏蔽起来；常规的变压器有至p匝间电容；法拉第屏蔽变压器的屏蔽壳于直流地之间 <图 <a）有 .0 p匝间电容；对于双侧屏蔽变压器,其初级屏蔽应当接大地,而次级屏蔽应接至直流地；法拉弟屏蔽变压器将使噪声问题确定,为此可使用中心抽头隔离变压器,如图 间电容,也可试用分裂式变压器和环形变压器；<b）所示；假如只需要少许削减匝10 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 噪声抑制线性电源的高频模型现在让我们看看,我们能在电源次级做些什么<图）；我们可以将铁氧体磁珠套在变压器引线上,抑制噪声尖峰,减缓充电电流脉冲,并削减整流截止尖峰；我们可以 用压敏电阻将高压尖峰箝位,用小电容和将高频噪声旁路至地；要减小电源输出的噪声,可附加馈通电容器和铁氧体磁珠；<注：和对低阻抗负载很有效）图为全部噪声抑制的电源的高频模型；、和可 以阻挡电源线至产品的高频噪声；将高压尖峰箝位,而、 、和将高频噪声旁路；特别小的噪声将通过电源电路,但必需使沟通线路远离 直流线路,使输入和输出保持隔离；由于开关晶体管和散热器之间的电容性耦合,开关电源可能发射过量的噪声；将在云母绝缘片上的晶体管有至p寄生电容；在晶体管和散热器之间设置屏蔽,并将屏蔽接至直流地,可将此电容减小至 p；一种称为 “il-Pad屏蔽 “ 的专用绝缘材料就是为此目的设计的；可以对高频和低频电路分别使用电源；同样,假如产品具有高压和低压电路,为了隔离低压电路应当采纳自己的电源或采纳调压器；假如电源不带遥控,电源端口之一应当接至机壳地；假如带遥控的电源用来驱动单一的负载,负载端口之一应接至机壳地；假如带遥控的电源驱动多个负载,应将敏锐点之一接至机壳地；年我研制了一台电源测试仪,并发觉电源的输出在 .和 .之间变化；用示波器观看输出,我看到一个锯齿波,在 ms内降至 .1,然后在 内跳于 . .；这种现象可说明如下：<）输出电压太高,所以导通的晶体管被截止；<）输出电压逐步降至 .,晶体管开头导通；<）输出端马上向输出电容充电,超过肯定电压后,导通晶体管再次被截止；当我询问设计者时,他告知我,输出是为m和 最小负载设计的；所以我加了一个 电容器和 电阻在测试仪上；至今该测试仪已良好地测试了,台电源,没有发觉其它干扰问题；、分隔分隔就是电子系统中打算什么应当去何处的处理；我们能够通过掌握共阻抗耦合、电感性11 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 耦合、电容性耦合和天线效应,将产生噪声的电路和敏锐电路分隔开来,使噪声和干扰问题最小；无们应当 <）使小功率 <敏锐）电路紧紧靠近信号源,<）使大功率 <产生噪声）电路紧紧靠近负载,<）尽可能分开小功率电路和大功率电路,<）使导线尽可能短,<）使电流环路尽可能小；我们从将电路划分为五类开头：<）灵敏的高阻抗电路 < .,属于电容耦合）, <）灵敏的低阻抗电路 < . ,属于电感性耦合）,<）中等灵敏中等功率电路,<）高压电路,以及 <）大电流电路；模拟电路通常属于前两类；我们能安全地将同一类中的电路进行组合,但必需使高阻抗电路远离高压电路,使低阻抗电路远离大电流电路；通常,汉我们必需连接不同尖的电路时,互连信号应当具有中等灵敏度和中等功率； .接地每个接地系统都是冲突要求的折衷；接地系统必需：为信号组成电压基准网络 <典型情形下,模拟电路为± mv数字电路为 ± m）承载信号回流,承载功率回流,为天线形成基准面,保持天线邻近的高频电位,爱护人和设备不受雷电损害,爱护人和设备不受电源线路故障的损害,并泄放静电；接地系统必需认真设计的满意全部这些要求,同时使引起噪声问题的信号之间的无用耦合最小；.tt定义接地为 “一个低阻抗路径,用来将电流返回到源；” 依据这个定义可以看到,在接地系统中,任何一个电流都将引起电位差；假如要使设备正常工作,必需使这些电位差比信号小得多；所以我们设计接地系统的目标是：<）使接地阻抗尽可能低,<）掌握源和负载间的电流；我们的第一个问题是：“这个系统有多大？” 假如我们将频率为f<z）,波长为 2.998 × f<m ）的信号加至 <m> 长的一段导体上,我们将预期直到欧姆阻抗；但由 于驻波,等效阻抗将增加 tg2 >,所以我们实际看到的是tg2 >欧 姆阻抗；假如两点相距 、 、 、 、 < m）,该导体犹如开路；因此,要使电位差低,就必需限制接地系统的尺寸；对于军用设备、发射机、接收机和其它敏锐系统,接地点之间的最大距离应当0.05 ,这里, 是用于该系统最高频率信号的波长；这将接地阻抗限制为正常值的；大多数民用系统接地点之间的间隔取 0.1,接地阻抗限制为正常值的；非敏锐系统可取 ；. ,接地阻抗上至正常我们能隔离信号回线,直流电源回线和沟通电源回线,这可以用三种独立的接地网络 <图）连接到唯独的一点来构成接地系统；这种方法仍可以防止接错；例如,信号地在直流至必需具有低阻抗,而不载更大的电流；电流电源地要求由直流至为12 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 低阻抗,但必需承载较大的电流,同时,沟通电源机壳地在范畴要求为低阻抗,并可承载几百安培电流<典型的要求是 m 电阻和 电感,要求使用铜线或铝线）；图标准接地符号单点接地初级直流电源地机壳地信号地次级直流电源地大地屏蔽地图为用于极灵敏电路的浮地系统；这个装置要求电路和机壳全隔离高电阻和低电容是较难实现的；该电路必需用太阳能电池或电池供电,而且信号必需通过变压器或隔离器进入或离开系统；为防止静电积存,设计者在信号地和机壳地之间设置了一个高阻值泄放电阻；图 浮地系统图表示一个纯单点接地系统；每个电路和每个屏蔽壳体都单独接至单点接地点；每个框架都与机壳有一个搭接点；这个装置将排除共阻抗耦合和低频接地环路；单点接地系统可在上至时工作得很好,而且能在小系统<最大尺寸小于 0.05 ）；但敏感模拟电路仍能拾取电感和电容耦合噪声,而不论接地线数目是多少；尽管如此,大多数 军用和空间应用都要求采纳单点接地系统；图单点接地系统 图表示一种改进的单点接地系统；具有相同噪声特性的电路连接在一起,敏 感的电路离单点地最近；这种装置削减了所需地线的总数,但共阻抗耦合略有增加；当电路板上有分开的模拟地和数字地时,应当将二样管背靠背互连 ）以防止电路板上的静电积存；13 / 24 <图的和名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图10-4 改进的单点接地系统图表示多点接地系统；电路和机壳在很多点搭接< .,使驻波最小,这类接地系统通常用于具有相同噪声特性的高频电路 <f ）；这种系统要求仔 细爱护；由于可能产生很多接地环路,而且不应用于敏锐电路；图10-5 多点接地系统 图表示由浮地、单点接地和多点接地系统组合而成的混合接地系统 <一种很 常见的支配）；在图 <b）中,一个约 m的电感器用来泄放静电,同时将高频 电路与机壳地隔离；在图 <c）中,电容器沿着电缆每 .长度