在現代接地概念中、對於電路工程師來說,該術語的含義通常是『電路電壓的參考點』;對於系統設計師來說,它常常是機櫃或機架;對電機工程師來說,它是綠色安全地線接到大地的意思。

而一個比較通用的定義是「接地是電流返回其源的低阻抗通道」。注意要求是「低阻抗」和「通路」。

常見的接地符號:PE,PGND,FG-保護地或機殼;BGND或DC-RETURN-直流-48V(+24V)電源(電池)回流;GND-工作地;DGND-數字地;AGND-模擬地;LGND-防雷保護地。 接地有多種方式,有單點接地,多點接地以及混合類型的接地。而單點接地又分為串聯單點接地和並聯單點接地。一般來說,單點接地用於簡單電路,不同功能模塊之間接地區分,以及低頻(f<1MHz)電子電路。當設計高頻(f>10MHz)電路時就要採用多點接地了或者多層板(完整的地平面層)。 對於一個電子訊號來說,它需要尋找一條最低阻抗的電流回流到地的途徑,所以如何處理這個訊號回流就變得非常的關鍵。

第一,根據公式可以知道,輻射強度是和回路面積成正比的,就是說回流需要走的路徑越長,形成的環越大,它對外輻射的干擾也越大,所以,PCB布板的時候要儘可能減小電源回路和訊號回路面積。

第二,對於一個高速訊號來說,提供好的訊號回流可以保證它的訊號質量,這是因為PCB上傳輸線的特性阻抗一般是以地層(或電源層)為參考來計算的,如果高速線附近有連續的地平面,這樣這條線的阻抗就能保持連續,如果有段線附近沒有了地參考,這樣阻抗就會發生變化,不連續的阻抗從而會影響到訊號的完整性。所以,布線的時候要把高速線分配到靠近地平面的層,或者高速線旁邊並行走一兩條地線,起到屏蔽和就近提供回流的功能。

第三,為什麼說布線的時候儘量不要跨電源分割,這也是因為訊號跨越了不同電源層後,它的回流途徑就會很長了,容易受到干擾。當然,不是嚴格要求不能跨越電源分割,對於低速的訊號是可以的,因為產生的干擾相比訊號可以不予關心。對於高速訊號就要認真檢查,儘量不要跨越,可以通過調整電源部分的走線。(這是針對多層板多個電源供應情況說的)。 有些單板會有對外的輸入輸出接口,比如串口連接器,網口RJ45連接器等等,如果對它們的接地設計得不好也會影響到正常工作,例如網口互連有誤碼,丟包等,並且會成為對外的電磁干擾源,把板內的噪聲向外發送。一般來說會單獨分割出一塊獨立的接口地,與訊號地的連接採用細的走線連接,可以串上0歐姆或者小阻值的電阻。細的走線可以用來阻隔訊號地上噪音過到接口地上來。同樣的,對接口地和接口電源的濾波也要認真考慮。 地與電(訊號),這是一對形影不離的雙胞胎。接地,通常是指用導體與大地相連。可在電子技術中的地,可能就與大地毫不相關,它只是電路中的一等電位面。如收音機、電視機中的地,它只是接收機電路里的一電位基準點。接地,在電力和電子技術中,既簡單,又複雜,而且還必不可少。按接地的作用,可分為工作接地、保護接地、過壓保護接地、防靜電接地、屏蔽接地、訊號地等多種。在廣電技術中,以上幾種接地類型都會遇到。

現就結合實際對某些接地技術問題作一闡述。

一.保護接地保護接地是為防止絕緣損壞造成設備帶電危及人身安全而設置的保護裝置,它有接地與接零兩種方式。按電力規定,凡採用三相四線供電的系統,由於中性線接地,所以應採用接零方式,而把設備的金屬外殼通過導體接至零線上,而不允許將設備外殼直接接地。這在廣電系統的配電房中的開關設備,中央空調機、發射機等電源開關設備和大耗電設備中尤為常見。在規劃設計時,應從地網中引出接地母線至各設備上,再將機器外殼用導體連至接地母線上。值得指出的是:接地線應接在設備的接地專用端子上,另一端最好使用銲接。 有時設備外殼會麻手,這是由於交流漏電而設備外殼沒接零造成的。一般可將電源插頭拔出調換一下位置再插入即可解決。這在一些常移動的編錄設備中,由於接零線常常被忽略,操作人員有的可能會雙手同時接觸接零和不接零的設備,就有可能發生上述現象。

二. 過壓保護接地這是為防雷電而設置的接地保護裝置。防雷裝置最廣泛使用的是避雷針和避雷器。避雷針通過鐵塔或建築物鋼筋入地,避雷器則通過專用地線入地。避雷器每年雷雨季節來臨之前須檢驗,以防失效。如我台的熱線電話接入器遭雷擊,就是因話線防雷器失效所致。在防雷引下線上,絕不要連接其他設備的地線,防雷引下線只能單獨直接入地,否則雷電會通過引下線損壞其他設備。如某台衛星電視接收機曾數次遭雷擊,其原困是饋線與房頂金屬護欄摩擦而絕緣損壞,而金屬護欄與避雷針引下體焊在一起,以至雷電竄入而擊壞接收機。

三. 屏蔽接地為防止電磁感應而對視、音頻線的屏蔽金屬外皮、電子設備的金屬外殼、屏蔽罩、建築物的金屬屏蔽網(如測靈敏度、選擇性等指標的屏蔽室)進行接地的一種防護措施。在所有接地中,屏蔽地最複雜,有種說不清,道不明的感覺。因為屏蔽本身既可防外界干擾,又可能通過它對外界構成干擾,而在設備內各元器件之間也須防電磁干擾,如大家熟知的中周外殼、電子管屏蔽罩就是例子。 屏蔽不良、接地不當會引起干擾,這些干擾主要有:

  1. 交流干擾,這主要由交流電源引起。對交流干擾的防護,通常對電源進行濾波或在電源變壓器初次級間加屏蔽層並接地。在大的雜散電磁場外,為防電磁干擾進行屏蔽接地十分必要。例如,我市新亞新商城開工典禮時,錄擴設備附近有台變壓器,其電磁場就干擾現場的錄擴音。後通過把錄擴設備屏蔽接地,解決了這一問題。
  2. 高頻干擾。這類干擾來自各類無線發射台的變頻或超變頻訊號,它們竄入電子設備後在機內得到非正常解調而形成聲頻干擾。 訊號頻率越高,建築物或設備的金屬網孔眼就應越小,訊號線屏蔽層的編織就應越密,否則將失去屏蔽作用。對頻繁拔插的訊號線,應防止屏蔽層在插頭處鬆動和脫落。因有時儀器設備的屏蔽是通過訊號線的屏蔽入地的(它們通過插頭插座聯接起來),若屏蔽脫落,則很容易造成干擾。如我在汕頭某電子廠時,測試人員反應,衛星電視接收機中有時會有一種滋滋作聲的干擾並影響圖像質量。經跟蹤觀察,與飛機的經過有關,顯然是澄海機場雷達訊號的竄入並得到非正常解調所致。經分析查找,原來是訊號線的屏蔽層在插頭外脫落,使衛星電視接收機屏蔽沒接地所致。

四. 訊號接地各種電子電路,都有一個基準電位點,這個基準電位點就是訊號地。它的作用是保證電路有一個統一的基準電位,不致於浮動而引起訊號誤差。 訊號地的連接是:同一設備的訊號輸入端地與訊號輸出端地不能聯在一起,而應分開;前級(設備)的輸出地只有與後級(設備)的輸入地相連。否則,訊號可能通過地線形成反饋,引起訊號的浮動。這在設備的測試中,訊號地的連接尤其要引起注意。

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