抑制电磁干扰的接地技术分解优秀PPT.ppt
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1、第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术5.1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:(2)系系统统基基准准“地地”指指电电路路、设设备备、或或系系统统与与“地地”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?接地接地:在系统的选定点与某个电位基准面之间建立低阻在系统的选定点与某个电位基准面之间建立低阻 的导电通路的导电通路。
2、(1)接接“大地大地”,以地球电位作为基准,并以大地,以地球电位作为基准,并以大地作为零电位。供应放电通路。作为零电位。供应放电通路。第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术几点说明:几点说明:志向接地面到处零电位,零阻抗。事实上即便是超导,表面志向接地面到处零电位,零阻抗。事实上即便是超导,表面两点之间也存在电抗效应,实际只是近似而已。两点之间也存在电抗效应,实际只是近似而已。接地面应接受低阻抗材料(如铜)制成,并有足够的长度、接地面应接受低阻抗材料(如铜)制成,并有足够的长度、宽度和厚度,以保证在全部的频率上都呈现低阻抗。宽度和厚度,以保证在全部的频率上都呈现低阻抗。如
3、:用于安装固定设备的接地平面应当有整块铜板或网格如:用于安装固定设备的接地平面应当有整块铜板或网格 (25cm25cm)或更密一些的铜栅网组成。对多路发或更密一些的铜栅网组成。对多路发 射机装置要求用薄铜板作接地平面。射机装置要求用薄铜板作接地平面。第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术接地平面还应对大地呈现很大的电容。在组装时,接地平面接地平面还应对大地呈现很大的电容。在组装时,接地平面应延长到全部设备底面的下方,而且应比设备底面最大尺寸应延长到全部设备底面的下方,而且应比设备底面最大尺寸伸长伸长1.8m或更远。或更远。如:大功率放射机要求接地平面在径向延长到最低工作频
4、率如:大功率放射机要求接地平面在径向延长到最低工作频率 波长的波长的1/4,以便解除地电流。还需设计一条接地母线,以便解除地电流。还需设计一条接地母线,以便为设备供应就近接地汇流点,该母线应当每隔以便为设备供应就近接地汇流点,该母线应当每隔1.8 m或更短的间距与接地平面经铜带熔焊连接在一起。或更短的间距与接地平面经铜带熔焊连接在一起。第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术避开因静电感应,使机壳上积累过多电荷,产生避开因静电感应,使机壳上积累过多电荷,产生高电压,导致设备内部放电造成干扰;高电压,导致设备内部放电造成干扰;“接地接地”不确定与大地相通,但在某些状况下必需相
5、通。不确定与大地相通,但在某些状况下必需相通。为操作人员供应平安保障。为操作人员供应平安保障。Z2Z1U1U2机箱机箱Z1+Z2Z2U2U1Z1: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,危急电压就是电源电压,危急!若接地,若接地,Z2=0,U2=0,平安平安第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 使整个系统有一个公共的零电位基准面,并给高频使整个系统有一个公共的零电位基准面,并给高频 干扰电压供应低阻抗通路,以达到系统稳定工作干扰电压供应低阻抗通
6、路,以达到系统稳定工作的的 目的。目的。为系统的屏蔽接地,取得良好的电磁屏蔽效果,为系统的屏蔽接地,取得良好的电磁屏蔽效果,达到抑制电磁干扰的目的。达到抑制电磁干扰的目的。第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术在电磁兼容领域,最简洁犯的错误是忽视了导线电感引起的在电磁兼容领域,最简洁犯的错误是忽视了导线电感引起的阻抗,特殊是当频率较高时,电感的感抗会远远大于电阻。阻抗,特殊是当频率较高时,电感的感抗会远远大于电阻。第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术作作用用分分类类安全接地安全接地信号接地信号接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
7、接地悬浮接地设备安全设备安全接零保护接零保护防雷接地防雷接地接地的分类接地的分类第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术5.2平安接地平安接地设备平安接地设备平安接地第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 动力电气设备(如电动机),除了外壳接地外,动力电气设备(如电动机),除了外壳接地外,还应与电网零线连接,称为接零爱护。还应与电网零线连接,称为接零爱护。接零爱护接零爱护机壳机壳相线相线零线零线地线地线第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术防雷接地:把可能受到雷击的物体和大地连接,以便供应防雷接地:把可能受到雷击的物体和大地连接,
8、以便供应 泄放大电流的通路。泄放大电流的通路。避雷针由三部分组成:避雷针由三部分组成:接闪器(指高架避雷塔上的金属棒、金属针,建接闪器(指高架避雷塔上的金属棒、金属针,建 筑物或构筑物上的避雷网、避雷线)、筑物或构筑物上的避雷网、避雷线)、引下线引下线 接地体接地体第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术信号接地:为信号电流供应流回信号源的低阻抗路径信号接地:为信号电流供应流回信号源的低阻抗路径接地电流流经接地线时,会产主传输线效应和天线效应。接地电流流经接地线时,会产主传输线效应和天线效应。当线条长度为当线条长度为1 14 4波长时,可以表现出很高的阻抗,接地波长时,可以
9、表现出很高的阻抗,接地线事实上是开路的,接地线反而成为向外辐射的天线。线事实上是开路的,接地线反而成为向外辐射的天线。5.3信号接地信号接地第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术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第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术(1)串联单点接地串联单点接地优点优点:结构简洁,易于实现。结构简洁,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,最简洁引起响较大,最简洁引起干扰。
10、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,应避开单点接地。合系统,应避开单点接地。N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC单点接地(低频)单点接地(低频)第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 接地点的选择接地点的选择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N1N2N3R1R2R3I1I
11、2I3ABC第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术(2)并联单点接地并联单点接地优点优点:各电路相互不影响各电路相互不影响缺点缺点:1)结构困难、不便于运用;结构困难、不便于运用;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R1R2R3N1N2I1I2I3
12、N3ABCR1R2R3N1N2I1I2I3N3ABC第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术说明说明:多点接地,应尽可能削减接地线长度,使高频阻抗减多点接地,应尽可能削减接地线长度,使高频阻抗减 至最小。一般状况下,电子设备往往以镀银版作为接至最小。一般状况下,电子设备往往以镀银版作为接 地子母线,以削减表面阻抗。地子母线,以削减表面阻抗。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。R2N2I2BL1N1I1AR3I3N3CL2L3
13、R1多点接地(多点接地(高高频)频)第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术小结小结: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;当当时,时,一般采用单点接地;一般采用单点接地;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。当当时,时,一般采用单点接地;一般采用单点接地;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,则接地线可大于。准则准则第第5
14、 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 第一类接地系统:第一类接地系统:敏感信号和小信号接地敏感信号和小信号接地系统。包括低电平、小信号系统。包括低电平、小信号检测、传感器输入、前级放检测、传感器输入、前级放大、混频器电路等。大、混频器电路等。其次类接地系统:其次类接地系统:非敏感信号或大信非敏感信号或大信号接地系统,包括高平电号接地系统,包括高平电路、末级放大器电路以及路、末级放大器电路以及大功率电路。大功率电路。(1)不同不同接地系统的特点接地系统的特点特点:特殊简洁受到干扰,出现特点:特殊简洁受到干扰,出现电路失效或电路性能降低,接地电路失效或电路性能降低,接地导线应尽量
15、避开混杂其他电路。导线应尽量避开混杂其他电路。特点:必需将其与小信号特点:必需将其与小信号接地线分开设置。接地线分开设置。依据电路各自的特点,对不同的电路接受不同的接地方式。依据电路各自的特点,对不同的电路接受不同的接地方式。混合接地混合接地第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术 第三类接地系统:第三类接地系统:干扰源器件、设备的接干扰源器件、设备的接地系统。如电动机、继电器、地系统。如电动机、继电器、火花塞等。火花塞等。第四类接地系统:第四类接地系统:机壳、设备底座、系统机壳、设备底座、系统金属构架等。金属构架等。留意:工程实践中,模拟地与数字地必需分别设置;留意:工程
16、实践中,模拟地与数字地必需分别设置;直流地与沟通地必需分别设置。直流地与沟通地必需分别设置。特点:干扰频带宽、瞬态电特点:干扰频带宽、瞬态电平高。除屏蔽外,必需与其平高。除屏蔽外,必需与其它接地分开设置。它接地分开设置。特点:保证人身平安和设备工特点:保证人身平安和设备工作的稳定。作的稳定。模拟电路模拟电路 窄带窄带 低电平(低电平(V,mV)数字电路数字电路 宽带宽带 中电平(中电平(V)第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术(2)低频电路的串、并联混合接地低频电路的串、并联混合接地低电平电路低电平电路串联接地串联接地高电平、强噪声电平电路高电平、强噪声电平电路串联接地
17、串联接地机箱、机架机箱、机架串联接地串联接地并联接地并联接地G低电平电路低电平电路高电平、强噪高电平、强噪声电平电路声电平电路机箱、机架机箱、机架第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术机架机架2机架机架1机箱机箱机箱机箱第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术(3)高、低频电路单点与多点混合接地高、低频电路单点与多点混合接地低频低频:电容的阻抗大电容的阻抗大单点接地单点接地高频高频:电容的阻抗小电容的阻抗小多点接地多点接地N1N2N3低频单点、高频多点混合接地低频单点、高频多点混合接地如如:抗
18、高频干扰的低频传输屏抗高频干扰的低频传输屏蔽电缆。蔽电缆。低频单点、高频多点混合接地低频单点、高频多点混合接地第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术如如图图所所示示为为一一低低电电平平视视频频电电路路,在在从从音音频频到到高高频频下下,实实现了低频单点、高频多点,避开了低频地电流回路的形成。现了低频单点、高频多点,避开了低频地电流回路的形成。留意留意:避开电容与引线电感发生谐振。避开电容与引线电感发生谐振。音频端音频端高频端高频端大地或车辆的接地面大地或车辆的接地面第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术高频:高频:电感的阻抗大电感的阻抗大单点接地单点
19、接地低频:低频:电感的阻抗小电感的阻抗小多点接地多点接地N1N2N3高频单点、低频多点混合接地高频单点、低频多点混合接地低频多点、高频单点混合接地低频多点、高频单点混合接地第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术如图所示,计算机及其外设一般须要导线接地,但是简洁如图所示,计算机及其外设一般须要导线接地,但是简洁引起电气干扰。通过加线圈(引起电气干扰。通过加线圈(1mH:f=50Hz,Z0.4;f=50k1MHz,Z约为约为1K)这种方式有助于抑制地线中的感)这种方式有助于抑制地线中的感应、瞬变和干扰进入逻辑总线。应、瞬变和干扰进入逻辑总线。第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地
20、技术抑制电磁干扰的接地技术4.浮地浮地设设备备地地线线系系统统在在电电气气上上与大地相绝缘。与大地相绝缘。N1信号地信号地安全地安全地N2N3利用悬浮机壳内的屏蔽层降低地回路干扰利用悬浮机壳内的屏蔽层降低地回路干扰机壳机壳屏蔽层屏蔽层第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术可以避开平安接地回路中可以避开平安接地回路中的干扰电流影响信号接地的干扰电流影响信号接地回路。回路。可以削减由于地电流引起可以削减由于地电流引起的共模干扰;的共模干扰;优点优点:缺点缺点:N1信号地信号地安全地安全地N2N3削减由于不当的接地而产削减由于不当的接地而产生的干扰;生的干扰;对传导干扰也有较好
21、的抑对传导干扰也有较好的抑制作用。制作用。不能适应困难的电磁环境,特不能适应困难的电磁环境,特别是对于一个较大的电子系别是对于一个较大的电子系统,对地的分布电容较大,不统,对地的分布电容较大,不能做到真正的悬浮;能做到真正的悬浮;雷击、静电感应时,会击穿绝雷击、静电感应时,会击穿绝缘,甚至引起弧光放电。缘,甚至引起弧光放电。第第5 5章章:抑制电磁干扰的接地技术抑制电磁干扰的接地技术5.4 屏蔽体接地屏蔽体接地1.单层屏蔽盒的接地单层屏蔽盒的接地 放大器输出端电压,形成反馈,此反放大器输出端电压,形成反馈,此反 馈不除,放大器将产生自激震荡。馈不除,放大器将产生自激震荡。2C1S1C2SC3S
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