電子信息系統中的接地探討

陳相岑（齊魯理工學院　機電工程學院,濟南　250200）

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電子信息系統中的接地探討

陳相岑
（齊魯理工學院機電工程學院,濟南250200）

摘 要：電子信息系統在我國多個行業和領域應用廣泛，在實際的工程應用中受到多種因素的影響，特別是電磁干擾，嚴重影響電子信息系統的正常運行。為了提高電子信息系統的安全性和穩定性，必須做好電子信息系統接地，采用合適的接地形式，保障電子信息系統和設備的可靠性。本文分析了電子信息系統干擾，闡述了電子信息系統常見的接地形式，以供參考。

關鍵詞：電子信息系統；接地；探討

1　電子信息系統干擾

電子信息系統主要包括控制電路、邏輯電路、信號電路等，各種電路通過直流電源進行供電，由導線連接各電路進行直流接地，通過地線形成接地回路。而電路導線具有一定阻抗，通過各個端地線的頻率和電流不同，不同接地點的電位也不同。電子信息系統中各種電路之間由于公共接地阻抗，很容易形成耦合干擾，這種環路電流和電子信息系統其它電路產生電磁干擾，因此應合理設置直流接地點，消除公共地線阻抗電路電流之間產生的耦合干擾和消除其它電路和環路電流之間的磁耦合干擾，防止電子信息電路受到地電位差和磁場的影響。

2　電子信息系統常見的接地形式

2.1電纜線路屏蔽層接地

電子信息系統屏蔽層主要是金屬箔或者金屬編織網，對電纜線路屏蔽層進行接地設置可有效抑制電磁感應和靜電感應干擾，屏蔽層接地后，電子信息系統干擾電流可流過屏蔽層直接入地，因此應優化設置電纜線路屏蔽層接地。

（1）單點接地。電子信息系統中的低頻電路電纜屏蔽層進行單點接地，應注意放大器和信號源之間的連接電源屏蔽體接地設計，選擇正確的接地點；（2）多點接地。對于電子信息系統的高頻電路，必須進行多點接地，在高頻運行條件下，受到電路電容影響，無法進行單點接地，而電路電容對系統接地環路有著重要影響，通過多點接地設置可有效解決這個問題。常見的是對電子信息系統電路兩端進行接地設置，若電纜線路長于0.05，每間隔0.1設置一個接地點，有效防止電子信息系統電纜線路屏蔽層上的高電平噪聲電壓。同時，高頻電路會出現趨膚效應，通過減小屏蔽體表面的噪聲電流，可有效降低導體內部的信號干擾。

2.2電子設備直流接地

電子信息系統主要是通過微電流或者微電位來完成信息傳輸、處理和輸入，具有較高的穩定性和準確性，為了確保電子信息系統的安全、穩定運行，應合理設置基準點位和供電電源，提供邏輯參考地。

（1）直流地接大地和直流地懸浮。直流地接大地主要是將接地網和電子信息系統的電路等電位地或者邏輯參考點連接起來，靜電荷可以直接流入大地，可有效避免靜電對于電子信息系統的影響，具有較高的可靠性，參考電位相對比較準確。但是這種接地形式成本較高，若建筑物的電位不均衡會直接影響接地系統設置。直流地懸浮也被稱為浮地，可以將大地和電子電路系統絕緣，使大地和電子設備機殼連接起來，這種接地形式可有效隔離電子信息系統的電磁干擾和電子設備的共模干擾，電子機殼和大地鏈接可有效保障電子設備和人身安全。

（2）低頻電路單點接地。電子信息系統低頻電路單點接地將個電路單元和接地基準點連接起來，通過接地線回路，減小電流干擾。由于接地連接線較長，這種單點接地形式在高頻電路中無法發揮接地作用，因為高頻電路中含有大量的寄生電感，這使得電子信息系統接地線上形成較大阻抗，若電子信息系統的運行頻率較高，當工作波長和接地引線長度或者接地平面尺寸相比擬時，系統接地線無法發揮地線作用，并且由于天線效應會向電子信息系統輻射干擾信號，在單點接地系統中包括干擾頻譜成分和信號頻譜成分，對于電子信息系統低頻電路，單點接地可以采用以下兩種布線方式：第一種，共用地線串聯

接地形式，這種接地形式省工省料，操作方式比較簡單，由于電子信息系統電路導線存在阻抗，公共地線上的地電流流過各段導線，各個接地點的電位會產生相互影響，造成公共阻抗干擾；第二種，獨立地線并聯接地形式，對于電子信息系統低頻電路，這種接地形式的安全性和穩定性較高，但是接地線比較長也比較多，如圖1所示，數字電路地系統和模擬電路地系統都采用串聯式單點接地形式，而這兩個接地系統之間采用并聯式單點接地形式，可以有效抑制各個系統的電磁干擾。

（3）寬頻帶電路混合接地。如果電子信息系統低頻電路可采用單點接地形式，高頻電路采用多點接地形式，而電路頻帶又相對較寬，這時可以采用混合接地形式，但是應避開接地線N4奇數倍、接地線長度是1/4波長的情況，這時磁場和電場之間會交換能量，而接地線無法傳輸能量，會產生駐波現象，因此電子信息系統寬頻帶電路采用混合接地形式時，應優化接地線路設計，最大程度地消除駐波現象。

2.3公用接地

一般情況下，建筑物都會設計屏蔽接地、防雷接地、保護接地、直流工作接地、交流工作接地等，在同一組接地裝置上連接各種接地設計，按照最小值確定接地電阻，這種接地形式為共用接地系統。電子信息系統設備機房中應設計等電位聯接網絡，用來均衡系統電位，減少或者消除電位差，聯接網絡主要包括M型結構和S型結構，共用接地系統和等電位聯接網絡之間的連接又可以分為多點連接和單點連接，M型結構適合應用在延伸較大的高頻信息系統中，如通訊基站、計算機房，通過多點組合將等電位連接網和共用接地系統連接起來。S型結構適合應用在電子信息設備較少的低頻網絡系統中，如擴聲音響、BAS系統、消防系統等，通過單點接地進行等電位連接網，實現電子信息系統的接地設計。

3　結束語

電子信息系統在實際應用中容易受到多渠道和多方面的干擾，結合實際情況，應選擇合適的接地形式，綜合考慮多方面接地要求，抑制電子信息系統干擾，提高其安全性和可靠性。

參考文獻：

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DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.125