民用飛機(jī)機(jī)載音頻系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)考慮

解麗榮（中國(guó)商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院,上海200120）

民用飛機(jī)機(jī)載音頻系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)考慮

解麗榮
（中國(guó)商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院,上海200120）

摘要：本文對(duì)民用飛機(jī)機(jī)載音頻系統(tǒng)的接地種類及接地方式進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)。

關(guān)鍵字：民用飛機(jī)；音頻系統(tǒng)；接地

1引言

機(jī)載音頻系統(tǒng)是民用飛機(jī)通信系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)飛機(jī)上所有的音頻信息的管理、控制、人機(jī)接口等，是機(jī)組人員與地面塔臺(tái)或機(jī)組人員之間通信的必要系統(tǒng)。而在音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，音頻系統(tǒng)設(shè)備及電纜的接地設(shè)計(jì)相當(dāng)重要，不當(dāng)?shù)慕拥貢?huì)引起設(shè)備的不正常工作或?yàn)橄到y(tǒng)引入干擾信號(hào)，造成噪音太大或通信失效。

2音頻系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)考慮

與一般的民用機(jī)載電子電氣設(shè)備相同，音頻系統(tǒng)的設(shè)備接地也是分為安全接地、工作接地、電源接地、信號(hào)接地和屏蔽接地[1]。

2.1安全接地

安全接地主要為安全考慮。如為了防止機(jī)殼上積累電荷，產(chǎn)生靜電放電而危及設(shè)備和人身安全，要進(jìn)行靜電防護(hù)搭接。這類接地要直接搭接在飛機(jī)的結(jié)構(gòu)上，應(yīng)該盡量采用金屬與金屬直接搭接的方式，即設(shè)備殼體與飛機(jī)結(jié)構(gòu)或是安裝支架直接面面貼合搭接，安裝支架需與飛機(jī)主結(jié)構(gòu)良好搭接。如果設(shè)備安裝在復(fù)合材料上，則需選擇金屬搭接線將設(shè)備與主結(jié)構(gòu)搭接，且搭接線應(yīng)該盡可能的短。另外，對(duì)于所有利用或者產(chǎn)生電磁能的電子電氣設(shè)備或部件，為了防止射頻干擾，也應(yīng)該使設(shè)備的外殼到飛機(jī)的結(jié)構(gòu)有連續(xù)的低阻抗通路。實(shí)際工程操作中，音頻設(shè)備的機(jī)架接地線，應(yīng)該盡可能短，長(zhǎng)度不應(yīng)該超過(guò)15.24CM（6.0IN），線規(guī)大小一般為22號(hào)線，具體還應(yīng)該根據(jù)連接器的接觸件尺寸來(lái)選擇。

2.2工作接地

工作接地是為電路正常工作而提供的一個(gè)基準(zhǔn)電位。該基準(zhǔn)電位可以設(shè)為電路系統(tǒng)中的某一點(diǎn)、某一段或某一塊等。當(dāng)該基準(zhǔn)電位與飛機(jī)的主、次結(jié)構(gòu)（大地）連接時(shí)，基準(zhǔn)電位視為飛機(jī)的零電位，而不會(huì)隨著外界電磁場(chǎng)的變化而變化。但是不正確的工作接地反而會(huì)增加干擾。比如共地線干擾、地環(huán)路干擾等。為防止各種電路在工作中產(chǎn)生互相干擾，使之能相互兼容地工作。根據(jù)電路的性質(zhì)，飛機(jī)上音頻系統(tǒng)的工作接地可分為不同的種類，比如電源地（直流地、交流地）、信號(hào)地、數(shù)字地、模擬地等，這些不同的接地應(yīng)當(dāng)分別設(shè)置。

2.3電源接地

直流音頻設(shè)備的電源地，如果能夠保證機(jī)身地點(diǎn)跟電源間直流電源返回通路阻抗小于10毫歐、壓降小于0.5V或者能夠保證設(shè)備能夠在正常電壓下連續(xù)工作的話，直流電源可以采用單根輸入線，直流電源地可以采取就近接地。否則的話，應(yīng)該跟交流電源設(shè)備一樣采用電流回路線，回線應(yīng)該連接到各自電路斷路器板上的地點(diǎn)。另外，交流電源線跟其接地回路線一般采用扭絞線，以降低感應(yīng)磁場(chǎng)，如圖1。對(duì)于有特殊要求的，如與一些放大器相連的導(dǎo)線，對(duì)外來(lái)的瞬變和尖峰以及其他干擾源產(chǎn)生的無(wú)線電信號(hào)的頻率非常敏感的還應(yīng)該進(jìn)行屏蔽。

圖1機(jī)載設(shè)備電源接地

對(duì)于音頻電子設(shè)備，所有的電源接地線一般采用20號(hào)線。連到設(shè)備安裝架/機(jī)身上的設(shè)備電源地線應(yīng)該盡可能的短，長(zhǎng)度不應(yīng)該超過(guò)15.24CM（6.0IN）。

2.4信號(hào)接地

音頻系統(tǒng)設(shè)備的信號(hào)地多為確定構(gòu)型/邏輯的信號(hào)地，信號(hào)一般都較弱，易受干擾，因此對(duì)信號(hào)地的要求也比較高，這種地線應(yīng)該盡可能的短，長(zhǎng)度不應(yīng)該超過(guò)15.24CM（6.0IN）。信號(hào)地的電流比較小，可以連接到接地模塊/排/板上，但是這些接地模塊/排/板應(yīng)該連到飛機(jī)的主結(jié)構(gòu)上。

2.5屏蔽接地

屏蔽接地是為防止電磁感應(yīng)對(duì)音頻線的屏蔽金屬外皮進(jìn)行接地的一種防護(hù)措施。在所有接地中，屏蔽地最復(fù)雜，有種說(shuō)不清，道不明的感覺(jué)。因?yàn)槠帘伪旧砑瓤煞劳饨绺蓴_，又可能通過(guò)它對(duì)外界構(gòu)成干擾，而在設(shè)備內(nèi)各元器件之間也須防電磁干擾。

飛機(jī)音頻系統(tǒng)的屏蔽接地，應(yīng)按數(shù)字屏蔽地、模擬屏蔽分開(kāi)接。其中429數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)信號(hào)屏蔽線采用多點(diǎn)接地，即在設(shè)備端和分離面都將屏蔽層就近接地，但是對(duì)于模擬音頻信號(hào)的屏蔽線則采用單點(diǎn)接地，在分離采用屏蔽連續(xù)，只在設(shè)備一端接地，且最優(yōu)方式一般是取信號(hào)傳輸線的末端接地，一定要防止在屏蔽線的兩端均接地而形成地環(huán)路，造成干擾。

對(duì)于麥克風(fēng)電路，因?yàn)槭菍?duì)磁場(chǎng)敏感的低阻抗電路，需要扭絞且屏蔽。雖然圖2(a)的連接方式其回路面積依賴于MIC電纜的走線和長(zhǎng)度，可能面積很大，能夠降低電容性噪音，但卻帶來(lái)了電磁和公共阻抗問(wèn)題。所以，推薦一種可以排除這兩種問(wèn)題的處理方式，具體連接方式見(jiàn)圖2(b)。

圖2麥克風(fēng)電路屏蔽接地方式

3總結(jié)

良好的接地能夠提供穩(wěn)定的低阻抗電氣通路，能防止產(chǎn)生電磁干擾，能提供好的電源電流返回通路，也是防電擊、靜電防護(hù)、雷電防護(hù)，保證系統(tǒng)/設(shè)備和人身的安全以及音頻電子設(shè)備正常可靠的工作的必要措施。接地技術(shù)的好壞，直接影響了民用飛機(jī)載音頻系統(tǒng)的性能，應(yīng)當(dāng)充分的重視接地技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋小威.音頻系統(tǒng)接地與干擾問(wèn)題的解決方法[J].電聲技術(shù),2008,32(04):10-12.

作者簡(jiǎn)介：解麗榮(1981-),女,山西人，本科，工程師，研究方向：民用飛機(jī)通信技術(shù)。