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工程中接地方法介绍 注:正确的接地方法和技术会保障监控系统良好可靠运行,否则系统安全性 ( N9 A! y5 J, V
和视频质量无法得到保障。 接地从字面来看上十分简单事情,但是对于经历过电磁干扰挫折的人来说
/ R, G, W: G0 _- F. e; s+ }可能是一个最难掌握的技术。实际上电磁兼容设计中,接地是最难的技术。面 W1 O! u7 ~- v' `* q
对一个系统,没有一个人能提出一个绝对正确的接地方案,多少会遗留一些问 ) p a" _. x8 P0 a6 X
题。造成这种情况的原因是接地没有一个系统的理论或模型,人们在考虑接地
( j8 _! w: o1 G4 s, [2 R! {/ n时只能依靠过去的经验或从书上看到的经验。但接地是一个十分复杂的问题, - p3 v8 j( Z* ]
在其它场合很好的方案在这里不一定最好。关于接地设计很大程度上依赖设计 8 e$ Q, A1 i5 g7 [
师的直觉,也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验。 1 q& t8 x: O' j' P
当许多相互连接的设备体积很大(设备物理尺寸和连接电缆与任何存在的 1 u, g' ~; O7 E! _& p! E; I/ _
干扰信号波长相比很大)时,就存在通过机壳和电缆作用产生干扰的可能性。 : t0 Q4 j! F( z
当发生这种情况时,干扰电流的路径通常存在于系统的地回路中。考虑接地问 $ N* ^6 _/ X# ^% L5 O* E
题时,要考虑两个方面的问题:一个是系统自兼容问题,另一个是外部干扰耦 ; X* N5 }; d+ h0 V
合进地回路,导致系统错误工作。由于外部干扰常常是随机的,因此解决起来
3 L7 j# t) v) W* N- Y往往更难。 5 R8 g7 T8 k3 N4 f7 E; b
T9 n( K) R& I/ _* P, C2 M4 L1、接地要求 4 |( ~' e; K+ B) ?/ ~# b
要求接地的理由很多,下面列出几种:
: @2 \0 I' E4 u& @ [ 1) 安全接地:使用交流电设备必须通过黄绿色安全地线接地,否则当设 : P) }0 o2 ]2 ]; _! }& \& D" Q
备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时,会导致电击伤害。
1 Q: t9 O; M. C* g 2) 雷电接地:设施的雷电保护系统是一个独立系统,由避雷针、下导体 8 X, |9 ?, R, Y: q
和接地系统相连的接头组成。该接地系统通常与用做电源参考地及黄绿色安全
5 b1 z* @. A t1 l" M7 r& K4 ?% P地线的接地是共用的。雷电放电接地仅对设施而言,设备没有这个要求。 4 ]. q7 |$ A# U$ [
3) 电磁兼容接地:出于电磁兼容设计而要求的接地,包括:
0 j1 K6 P9 E) [5 C8 u * 屏蔽接地:为了防止电路之间由于寄生电容存在产生相互干扰、电路
2 X/ k) q' ~ b0 v6 j1 y ]辐射电场或对外界电场敏感,必须进行必要的隔离屏蔽,这些隔离和屏蔽的金
! x% ^2 j* ?, E' G属必须接地。 ) @/ o8 E3 t/ h
* 滤波器接地:滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容,
5 P5 c/ n# a* Y4 M& I+ M当滤波器不接地时,这些电容就处于悬浮状态,起不到旁路的作用。
$ S4 `; w4 t8 j" z * 噪声和干扰抑制:对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的
3 y+ N$ g' ^& Q" L" Z- K许多点与地相连,从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。
- G% }# A" K7 }8 d8 y7 O- S * 电路参考:电路之间信号要正确传输,必须有一个公共电位参考点,
: u8 C3 k: L5 Z& j: D% v这个公共电位参考点就是地。因此所有互相连接的电路必须接地。
( f7 J2 C# l- `' n 以上所有理由形成了接地的综合要求。但是一般在设计要求时仅明确安全
- X# q- j8 G" k r E和雷电防护接地的要求,其它均隐含在用户对系统设备的电磁兼容要求中。我
+ y+ u/ G g, \! o7 k3 c们要建立这样的概念:接地并不是每个部分或每个系统都需要的,比如单块线 . x: y) M+ @6 n# k" b; [
路板并不非要接地才能正常工作。当设备之间要传输数据时,接地就十分必要 . S" T0 Q, e0 ?1 D) Q; ?8 G( _
了。 B, q) Y9 r2 l% B }2 Y0 R% Y
' q7 }9 Y+ n& {. Q/ y2、接地的方法 接地方法很多,使用那一种方法取决于系统的结构和功能。“接地”的概
w. h3 j/ w" [: Y6 [$ ^8 ^+ ~念首次应用在电话的设计开发中。现在存在的许多接地方法都来源于过去成功 3 c6 v9 P5 ^9 E; {5 T
的经验,这些方法包括:
C. |+ C* m9 `& J0 ^* V 1) 单点接地:此方法是为许多在一起的电路提供公共电位参考点的方法,
8 W' ~6 I, f! B, g# g这样信号就可以在不同的电路之间传输。若没有公共参考点,会出现错误信号
, H, l* P- F: Q传输。单点接地要求每个电路只接地一次并且接在同一点。该点常常一地球为 ) T$ _, a; e# I2 I8 x9 X
参考。由于只存在一个参考点,因此可以相信没有地回路存在,因而也没有干 . ~+ ?. ` z5 N0 [8 q: \5 M6 O
扰问题。
9 f, i4 }. C6 k0 E4 W& C) Z# c/ `% D 2) 多点接地:设备内电路都以机壳为参考点,而各个设备机壳又都以地
% q- F7 c: w7 |3 c$ W* Z2 W2 z为参考点。这种接地结构能提供较低的接地阻抗,这是因为多点接地时,每条 ( G5 `* R* ?) l+ C% q8 V! K5 G
地线可以很短;并且多根导线并联能降低接地导体的总电感。在高频电路中必
4 h$ @8 |* ~" `- B须使用多点接地,并且要求每根接地线的长度小于信号波长的1/20。 # h" Y6 b9 p! }2 Z
3) 混合接地:混合接地既包含了单点接地的特性,又包含了多点接地特 5 ~, x) S; _! x e, Y5 I
性。例如,系统内的电源需要单点接地而射频信号又要求多点接地,这时就可
$ U! }, K3 c$ u! s$ ]以采用混合接地,即地线通过单点接地,多点接地的线路加装电容。对于直流 & m, |7 F/ r) X9 e0 G( t1 G
电容是开路的,电路是单点接地,对于射频,电容是导通的,电路是多点接地。
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