理论教育 如何有效接地设备:单点接地和多点接地体系的选择

如何有效接地设备:单点接地和多点接地体系的选择

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:当频率在1MHz~10MHz之间时,若地线长度不超过波长1/20,则可采用一点接地体系;否则应采用多点接地体系。274.除同轴电缆外,在任何情况下,不应以屏蔽装置作为载流接地线。277.所有外露金属零件,操纵杆、套管均应接地。8)低频多级电路应采用单点接地形式,首先将每级内的接地端集中在一起,再分别用导线接在地线板或公共地线的同一点上,而该点应选择在低电平级电路的输入端。同轴电缆应有一根接地电线,不应仅用屏蔽层接地。

如何有效接地设备:单点接地和多点接地体系的选择

262.合理采用电路接地技术。一般设备中至少要有三个分开的地线:一条是低电平电路地线(称为信号地线),一条是继电器电动机高电平电路地线(称为干扰地线或噪声地线);另一条是设备使用交流电源时,则电源的安全地线应和机壳地线相连,机壳与插箱之间绝缘,但两者在一点相连,最后将所有的地线汇集一点接地。

263.从设备到接地线的通路应满足如下要求:

1)是连续的和永久性的。

2)应有足够的载流能力,以便安全地传导加在通路上的任何工作电流或故障电流。

3)还应有足够低的阻抗,以限制对地电位,同时便于电路中的过载电流保护装置动作。把安装在长管路(管道或电缆)内的非工作导线接地以供杂散电源或静电放电用。

4)应有足够的强度,使接地线不可能断开。

264.对可能出现较大突变电流的电路,要有单独的接地系统,或单独的接地回路,以减少对其他电路的瞬态耦合。

265.一般来说,频率在1MHz以下时,可采用一点接地体系。频率在10MHz以上时,可采用多点接地体系。当频率在1MHz~10MHz之间时,若地线长度不超过波长1/20,则可采用一点接地体系;否则应采用多点接地体系。

266.低频设备,即工作于30kHz或更低频率的设备中,应采用单点接地网络。一般情况下,按下述方法处理:

1)敏感数据线的屏蔽层在负端接地。

2)高电平信号线的屏蔽层在源端接地。

3)高阻抗直流信号源引出线上的屏蔽层在源端接地。

267.模拟电路采用单点接地,以防止共阻抗干扰。

268.数字电路采用多点接地和接地平面。

269.单板上模拟电路的地与数字电路的地应单点接地。

270.振荡器应使用单点接地系统。

271.所有I/O接口的滤波、防护电路的地应连接到系统的屏蔽体,并尽可能靠近I/O连接器。

272.系统内部的独立模块,如电源盒、显示模块等,应安装在系统的接地平面(即结构件)上,并与其保持良好搭接。

273.小信号电路的接地应与其他的接地隔开;可能产生大瞬变电流的电路应有单独的接地系统。

274.除同轴电缆外,在任何情况下,不应以屏蔽装置作为载流接地线。

275.所有产生电磁能的电气电子组件或部件都应设有从设备外壳到结构的低阻抗连续通路(搭接线)。

276.带有接金属外壳引出脚的高频晶体管,外壳引出脚应接地。

277.所有外露金属零件,操纵杆、套管均应接地。

278.低频设备中的信号接地网络从设计到装配必须保证与设备外壳间有完整的电气隔离。

279.高频设备中,要求进行多点等电位接地。设备内部的各种信号线对应按要求用最短的导线接至公共的金属参考面或等电位接地平面,设备底板通常作为信号参考平面。设备底板再通过外壳或机柜接至等电位接地平面。高频信号参考网络的所有互连电缆都应有足够的尺寸。

280.信号电路接地应遵循以下原则:

1)组件内应采用高电导率的薄金属板或金属线作为地线或公共地线。

2)电路应就近接地,接地导线应尽量短。

3)在组件内,信号电路与电源电路应分别使用单独的地线回路。

4)小信号电路、大信号电路和干扰电路应分别使用单独的地线回路。

5)信号电路应有单独的低阻抗接地回路,避免用机箱结构架或底板作回路。

6)对于在不同电平上工作的电路,不应采用长的公共地线。

7)单级电路应采用单点接地形式,并将该级内的接地端集中接在印制电路板组装件公共接地线的同一点上。

8)低频多级电路应采用单点接地形式,首先将每级内的接地端集中在一起,再分别用导线接在地线板或公共地线的同一点上,而该点应选择在低电平级电路的输入端。

9)高频(高于300kHz)多级电路(包括开关电路、数字电路)应采用多点接地形式,分别将每级内的接地端集中接在地线板或公共地线的就近点上,但各接地点之间的间隔应不大于0.15λ(λ为波长)。(www.daowen.com)

10)对频率为30~300kHz的电路,若用单点接地形式,则此地线长度不应大于0.15λ,否则应采用多点接地形式。

11)低电平信号电路接地点应与其他所有接地点分开。

281.电源地线和信号地线在整个底板上应分别敷设,以便尽可能减小信号线间的耦合。下述方法可以避免地电势问题:

1)对交、直流电压和信号分别使用单独的地线回路。

2)把地线回路沿直线连接到最大的导体上,使其阻抗最低。

3)利用几个独立的地线通路连接到电源公共点,并保证电路有低的接地阻抗。

4)避免采用多端式接地母线或横向接地环路。

5)在接地母线中尽可能少地用串联接头,并且要确保它们有良好而紧密地电气连接性能。

282.接地平面应当防止各种地回流产生干扰电源,以免在敏感电路的输入端引起干扰。应根据实际情况安排电路元件,使地回流路径短而直,并且尽可能使其交联最少。

283.作为设备整体一部分的通用电源插座必须接地。利用安全接地导线将此电源插座的接地端子与安装该插座的设备外壳、机架或机柜相连接。除了由插座座架自身所形成的接地连接外,还必须附加安全接地导体。

284.由每个设备延伸的可触及导电零件必须接地到设备外壳,以防止这些零件在电源线发生故障或元件失效时带电。

285.屏蔽体接地的准则如下:

1)屏蔽体接地线的阻抗应尽量小。

2)单层屏蔽的信号电路的屏蔽层应连接到被屏蔽电路的输出端接地线上,并尽量将屏蔽罩直接连接到地线上。

3)双层屏蔽的信号电路的每层屏蔽层应分别连接到被屏蔽电路输出端的同一点上,并通过外层接地。

4)当电缆长度小于0.15λ(λ为根据系统中使用的最高频率所确定的波长)时,应单独接地;大于0.15λ时,应以0.15λ的间隔多点接地;当不能用该间隔实现多点接地时,则应两端接地。

286.电缆是整体部件时,屏蔽层应在设备内部接地。当电缆上有连接件时,应用连接件通过箱体接地。同轴电缆应有一根接地电线,不应仅用屏蔽层接地。电缆上的屏蔽层至少应有一点与接地线牢固连接,其阻抗应最小,并满足对设备电磁兼容的要求。

287.安装在绝缘体上的电气元件(如继电器、接触器等)的外壳应分别单独接地,而不应相互串联后再由一根电线接地。

288.用于金属外壳手提式工具和设备的插头和方便插座,应采取措施在插头与插座配对接触时能使工具和设备的金属构架或壳体自动接地。

289.除非控制按钮或控制杆与轴之间装有绝缘,否则控制轴与衬套应接地。

290.设计时应注意接地故障和按危险位置确定的电压极限。

291.一切屏蔽线(套)两端应与地有良好的接触。屏蔽层如果接地不良,相当于一个大电容,更容易接受干扰,不如不加。

292.除射频电缆外,所有输入电源电缆和接到其他设备上的互连电缆都应装有接地线。接地线应通过连接器上的接线端接到机壳或机座上,且只用于提供接地电位。电源回线不作接地线用。

293.当地线作为线路的一部分时,任何外部电缆或内部互连电缆在其两端的电缆接线端应有一条地线。

294.每个非上架安装的单元或设备,应装入外壳或机柜,并用低电阻接地电缆将它们连接到设备接地网络上最靠近的点。此电缆的横截面积至少应为3.4mm2/m。

295.对于在不同电平上工作的电路,不可用长的公共接地线。

296.对于高灵敏的电子设备,安装时要注意,动力供电和避雷地线不可裸露与墙相贴,以防地线电源的一部分经墙壁流过对电子设备形成干扰。

297.只要不产生有害的接地环路,所有电缆屏蔽套都应两端接地,对非常长的电缆,则中间也应有接地点。

298.接地引线尽可能短、粗、直,且直接接地,尤其对高频电路,其接触面之间不允许有不导电物质。设备接地导线规格最低要求见表3-1中的要求。

表3-1 设备接地导线规格最低要求

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(续)

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