民用飛機機載音頻系統的接地設計考慮

解麗榮（中國商飛上海飛機設計研究院,上海200120）

民用飛機機載音頻系統的接地設計考慮

解麗榮
（中國商飛上海飛機設計研究院,上海200120）

摘要：本文對民用飛機機載音頻系統的接地種類及接地方式進行了系統的總結。

關鍵字：民用飛機；音頻系統；接地

1引言

機載音頻系統是民用飛機通信系統的重要組成部分，負責飛機上所有的音頻信息的管理、控制、人機接口等，是機組人員與地面塔臺或機組人員之間通信的必要系統。而在音頻系統設計當中，音頻系統設備及電纜的接地設計相當重要，不當的接地會引起設備的不正常工作或為系統引入干擾信號，造成噪音太大或通信失效。

2音頻系統的接地設計考慮

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

2.1安全接地

安全接地主要為安全考慮。如為了防止機殼上積累電荷，產生靜電放電而危及設備和人身安全，要進行靜電防護搭接。這類接地要直接搭接在飛機的結構上，應該盡量采用金屬與金屬直接搭接的方式，即設備殼體與飛機結構或是安裝支架直接面面貼合搭接，安裝支架需與飛機主結構良好搭接。如果設備安裝在復合材料上，則需選擇金屬搭接線將設備與主結構搭接，且搭接線應該盡可能的短。另外，對于所有利用或者產生電磁能的電子電氣設備或部件，為了防止射頻干擾，也應該使設備的外殼到飛機的結構有連續的低阻抗通路。實際工程操作中，音頻設備的機架接地線，應該盡可能短，長度不應該超過15.24CM（6.0IN），線規大小一般為22號線，具體還應該根據連接器的接觸件尺寸來選擇。

2.2工作接地

工作接地是為電路正常工作而提供的一個基準電位。該基準電位可以設為電路系統中的某一點、某一段或某一塊等。當該基準電位與飛機的主、次結構（大地）連接時，基準電位視為飛機的零電位，而不會隨著外界電磁場的變化而變化。但是不正確的工作接地反而會增加干擾。比如共地線干擾、地環路干擾等。為防止各種電路在工作中產生互相干擾，使之能相互兼容地工作。根據電路的性質，飛機上音頻系統的工作接地可分為不同的種類，比如電源地（直流地、交流地）、信號地、數字地、模擬地等，這些不同的接地應當分別設置。

2.3電源接地

直流音頻設備的電源地，如果能夠保證機身地點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或者能夠保證設備能夠在正常電壓下連續工作的話，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，應該跟交流電源設備一樣采用電流回路線，回線應該連接到各自電路斷路器板上的地點。另外，交流電源線跟其接地回路線一般采用扭絞線，以降低感應磁場，如圖1。對于有特殊要求的，如與一些放大器相連的導線，對外來的瞬變和尖峰以及其他干擾源產生的無線電信號的頻率非常敏感的還應該進行屏蔽。

圖1機載設備電源接地

對于音頻電子設備，所有的電源接地線一般采用20號線。連到設備安裝架/機身上的設備電源地線應該盡可能的短，長度不應該超過15.24CM（6.0IN）。

2.4信號接地

音頻系統設備的信號地多為確定構型/邏輯的信號地，信號一般都較弱，易受干擾，因此對信號地的要求也比較高，這種地線應該盡可能的短，長度不應該超過15.24CM（6.0IN）。信號地的電流比較小，可以連接到接地模塊/排/板上，但是這些接地模塊/排/板應該連到飛機的主結構上。

2.5屏蔽接地

屏蔽接地是為防止電磁感應對音頻線的屏蔽金屬外皮進行接地的一種防護措施。在所有接地中，屏蔽地最復雜，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。

飛機音頻系統的屏蔽接地，應按數字屏蔽地、模擬屏蔽分開接。其中429數據總線的數據信號屏蔽線采用多點接地，即在設備端和分離面都將屏蔽層就近接地，但是對于模擬音頻信號的屏蔽線則采用單點接地，在分離采用屏蔽連續，只在設備一端接地，且最優方式一般是取信號傳輸線的末端接地，一定要防止在屏蔽線的兩端均接地而形成地環路，造成干擾。

對于麥克風電路，因為是對磁場敏感的低阻抗電路，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電纜的走線和長度，可能面積很大，能夠降低電容性噪音，但卻帶來了電磁和公共阻抗問題。所以，推薦一種可以排除這兩種問題的處理方式，具體連接方式見圖2(b)。

圖2麥克風電路屏蔽接地方式

3總結

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

參考文獻：

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

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