試析電子設(shè)備設(shè)計(jì)中的接地技術(shù)構(gòu)建和分析

潘秋萍，王喜燕

（鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南　鄭州　450052）

工程技術(shù)

試析電子設(shè)備設(shè)計(jì)中的接地技術(shù)構(gòu)建和分析

潘秋萍，王喜燕

（鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州450052）

結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，分析了在電子設(shè)備中常用的幾種接地技術(shù)，包括安全接地、防雷接地以及工作接地。然后以屏蔽電路的應(yīng)用為例，在實(shí)際的過程案例中，分析該接地的具體應(yīng)用。

電子設(shè)備；設(shè)計(jì)；接地技術(shù)；構(gòu)建；分析

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)接地技術(shù)逐漸趨于成熟，并且得到了廣泛的應(yīng)用。特別是對(duì)于軍用電子產(chǎn)品來說，由于產(chǎn)品的性質(zhì)比較特殊，因此對(duì)接地技術(shù)的要求也就比較高。實(shí)踐證明，良好的接地設(shè)計(jì)，能夠提高產(chǎn)品的可靠性、電磁兼容性。一般而言，電子設(shè)備的信號(hào)接地包括大地與系統(tǒng)基準(zhǔn)地。當(dāng)前，在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，采用接地技術(shù)，不僅提高了系統(tǒng)工作的效率，而且保證了工作人員的安全。在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，具體的接地技術(shù)都有哪些呢？下面進(jìn)行詳細(xì)的論述。

1　電子設(shè)備設(shè)計(jì)中的接地技術(shù)

通常情況下，針對(duì)不同的電路，采用不同的接地方式。在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，常見的接地方式表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面［1］。

1.1安全接地

安全接地指的是將高壓設(shè)備與大地連接在一起。這種接地方式有兩個(gè)方面的作用：一方面，高壓設(shè)備在運(yùn)行的過程中，容易釋放靜電，從而對(duì)設(shè)備、用戶的安全造成威脅。采用安全接地技術(shù)后，就可以將大量聚集的靜電釋放出去，有效預(yù)防了不安全事故的發(fā)生。另一方面，設(shè)備在使用的過程中，容易造成硬件的磨損，導(dǎo)致機(jī)殼帶電。

1.2防雷接地

在雷雨天氣下，如果不做好安全措施，就會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成極大的損害。嚴(yán)重的情況下，直接導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢。針對(duì)以上現(xiàn)象，通常采取安裝避雷針的辦法來解決，避免人員受到傷害。與安全接地設(shè)計(jì)理念相同，防雷接地設(shè)計(jì)的目的主要是保證設(shè)備、人員的安全。

1.3工作接地

工作接地作為一種基準(zhǔn)電位，主要是滿足電路的正常工作。該基準(zhǔn)電位包括多種形式，可以是電路中的點(diǎn)、段、塊等。如果基準(zhǔn)電位與大地脫離時(shí)，此時(shí)顯示零電位。然而，零電位很容易受到外界電磁場的干擾，非常不穩(wěn)定。反之，當(dāng)基準(zhǔn)電位與大地連接在一起時(shí)，基準(zhǔn)電位就是大地的零電位。此時(shí)當(dāng)外界電磁產(chǎn)生變化時(shí)，不會(huì)對(duì)電位造成干擾。盡管如此，在工作接地不合理的情況下，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成干擾。針對(duì)以上問題，在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，可以設(shè)置不同的工作接地種類，比如模擬地、電源地、交流地、功率地等。下面進(jìn)行詳細(xì)論述。

1.3.1模擬地

該工作接地是一種公共基準(zhǔn)地線，主要是對(duì)電路零電位進(jìn)行模擬。在模擬電路中，電路種類多，性質(zhì)復(fù)雜。在這種情況下，如果接地不合理就會(huì)產(chǎn)生干擾，從而阻礙電路的正常運(yùn)行。模擬電路在整個(gè)電路中起著重要的作用，因此必須引起相關(guān)單位、人員的重視。

1.3.2數(shù)字地

數(shù)字地是零電位的公共基準(zhǔn)線。當(dāng)數(shù)字電路在工作的過程中，一般處于脈沖狀態(tài)。在脈沖前后，會(huì)產(chǎn)生較高的頻率，從而加大了電磁波的干擾。再加上接地設(shè)計(jì)的問題，從而加劇了干擾的程度。這種情況下，應(yīng)該認(rèn)真選擇數(shù)字地的接地場所。

1.3.3電源地

電源地是基于電源零電位使用的公共基準(zhǔn)線。電源可以在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同單元設(shè)備的供電。然而，由于單元設(shè)備本身參數(shù)存在差異性。基于此，除了要滿足電源的正常工作外，還要考慮到各個(gè)單元的穩(wěn)定性、可靠性。

1.3.4功率地

針對(duì)功率驅(qū)動(dòng)、負(fù)載電路，采用功率地公共基準(zhǔn)地線。這兩種電路能夠產(chǎn)生較大的電流、電壓。特別是當(dāng)接地線電阻增大后，就會(huì)產(chǎn)生大量電壓降，從而對(duì)電路造成干擾。因此，采用功率地時(shí)，需要與其他弱點(diǎn)分離，單獨(dú)設(shè)置。這樣做，可以避免系統(tǒng)受到干擾。

1.4屏蔽接地

考慮到電磁兼容的因素，要求將接地與屏蔽有效結(jié)合。一般而言，屏蔽接地包括兩種方式，分別是靜電屏蔽與交變電場屏蔽。其中，靜電屏蔽指的是在電導(dǎo)體外面，安裝完整的金屬屏蔽體。另外，交變電場屏蔽指的是針對(duì)交變電場而言，很容易受到RAM電路、多級(jí)放大電路的干擾。鑒于此，可以將金屬屏蔽體安裝在干擾電路與敏感電路之間。同時(shí)，保證金屬屏蔽體接地，這樣就可以減少以上干擾。

1.4.1設(shè)備地

在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，包括數(shù)字電路、小信號(hào)模擬電路、供電電路等多種電路。同時(shí)，為了減少電路對(duì)原件的干擾，要求采用強(qiáng)度高、機(jī)械性能好的外殼。由于設(shè)備接地比較復(fù)雜，所以在實(shí)施的過程中，還應(yīng)該遵循必要的原則。

1.4.2系統(tǒng)地

如果系統(tǒng)中存在多個(gè)設(shè)備、機(jī)柜時(shí)，應(yīng)該考慮系統(tǒng)接地的問題。另外，系統(tǒng)的線路非常復(fù)雜、密集。這樣，當(dāng)設(shè)備在啟動(dòng)、關(guān)閉的過程中，就會(huì)受到嚴(yán)重的電磁干擾。同時(shí)，導(dǎo)線之間也會(huì)產(chǎn)生一系列的耦合性干擾。針對(duì)以上現(xiàn)象，可以采用系統(tǒng)地的接地方式。該接地方式中，實(shí)現(xiàn)了大地與系統(tǒng)之間的聯(lián)系，有效的減少了電力設(shè)備受到的干擾，從而保證了電力設(shè)備的正常運(yùn)行。然而，在實(shí)施的過程中，還應(yīng)該注意相關(guān)的事項(xiàng)。比如，在選擇工作接地線時(shí)，應(yīng)該按照設(shè)計(jì)的具體要求，選擇絕緣性能好的電纜，禁止選擇金屬導(dǎo)管。再如，當(dāng)接地極打入地下表層后，為了增強(qiáng)導(dǎo)電性，還要倒入適量的鹽水，最后將碳粉填埋到周圍地線當(dāng)中。

2　屏蔽接地的應(yīng)用

為了對(duì)電子原件的接地設(shè)計(jì)有深入的認(rèn)識(shí)，下面詳細(xì)介紹屏蔽接地的應(yīng)用，主要包括3個(gè)方面的內(nèi)容。

2.1電路的屏蔽罩接地

部分電路中的放大器、信號(hào)源很容易受到電磁干擾，鑒于此，可以采用電路屏蔽罩接地方式。另外，考慮到寄生電容的因素，要求將屏蔽罩和信號(hào)電路連接起來，這樣就可以消除其中的干擾。

2.2電纜的屏蔽層接地

部分通信設(shè)備采用弱點(diǎn)傳遞信號(hào)，信號(hào)往往很不穩(wěn)定。鑒于此，可以采用電纜的屏蔽層接地方式，消除設(shè)備的干擾。比如，閉路電視外面的材料為金屬網(wǎng)，這種材料可以起到屏蔽信號(hào)的作用。同時(shí)，在這些網(wǎng)線當(dāng)中，設(shè)置了8金屬線，也起到了屏蔽干擾的作用，最終保證了信號(hào)的穩(wěn)定性、可靠性［2］。

2.3系統(tǒng)的屏蔽體接地

如果整個(gè)電路系統(tǒng)受到外界干擾后，就需要將其全部進(jìn)行屏蔽，然后，將屏蔽體連接到系統(tǒng)地上，比如常見的電子設(shè)備有電腦機(jī)箱、儀表儀器等。

3　結(jié)語

當(dāng)前在科技力量的推動(dòng)下，我國電子設(shè)備工程得到了快速的發(fā)展。與此同時(shí)，為了保證產(chǎn)品運(yùn)行的安全性、可靠性，必須重視電子設(shè)備的接地技術(shù)。如果接地設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，就會(huì)降低整個(gè)方案的可行性。鑒于此，本文從實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，介紹了幾種常見的接地技術(shù)，以及應(yīng)該注意的事項(xiàng)。

［1］盧麗敏.電子通信設(shè)備中的接地技術(shù)分析研究［J］.無線互聯(lián)科技，2015（1）:6.

［2］饒義瓊，羅明陽.車載電子系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)研究［J］.微處理機(jī)，2015 （8）:12.

（編輯：賈娟）Analysis of Electronic Equipment Design and Analysis Technology to Build Ground

Pan Qiuping，W ang Xiyan
（Zhengzhou Railway Vocational and Technical College，Zhengzhou Henan 450052）

Combined with practical work experience，this paper analyzes commonly used in electronic equipment grounding several technologies，including safety grounding，lightning protection and grounding.Thenmasking circuit applications，for example，in the case of the actual process，this paper analyzes the specific application of the ground.

electronic equipment；design；grounding technology；Construction；Analysis

TM862

A

2095-0748（2016）11-0078-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.33

信息化

2016-04-25

潘秋萍（1988—），女，江蘇常州人，碩士，助教，研究方向：自動(dòng)化方向。