電子信息通信工程的抗干擾接地設計研究

摘要：隨著電子信息通信技術的迅速發展，抗干擾接地設計已成為提升系統穩定性和可靠性的關鍵。[A1]"設計電子信息通信系統中的抗干擾功能時，需要分析抗干擾接地的基本原理與方法，并優化接地方式。為實現上述目標，需要選擇合適的接地材料以降低接地電阻，并重點考慮線路屏蔽與接地的協同設計要素。此外，還需要構建一個有效的接地系統維護與監測方案，以保障其長期、穩定的運行。通過上述方法，可以提高抗干擾能力和系統穩定性。

關鍵詞：電子信息通信工程 抗干擾" 接地設計" 穩定性

Research on Anti-Interference Grounding Design for Electronic Information and Communication Engineering

LI Yubo

Beijing Huatong Tianchang Engineering Supervision Consulting Co.， Ltd.， Beijing， 100071 China

Abstract： With the rapid development of electronic information and communication technology， anti-interference grounding design has become the key to improving system stability and reliability. When designing anti-interference functions in electronic information communication systems， it is necessary to analyze the basic principles and methods of anti-interference grounding and optimize the grounding method. To achieve the above goals， it is necessary to select suitable grounding materials to reduce grounding resistance， and focus on the collaborative design elements of line shielding and grounding. In addition， it is necessary to establish an effective grounding system maintenance and monitoring plan to ensure its long-term stable operation. By using the above methods， the anti-interference ability and system stability can be improved.

Key Words： Electronic information and communication engineering; Anti-interference; Grounding design; Stability

隨著科技的進步和社會需求的提升，電子信息通信工程正不斷推動更高效、更可靠的通信系統的發展。在這一領域，信號傳輸質量對提升整個系統的性能至關重要?？垢蓴_設計成為提升系統穩定性和可靠性的關鍵因素。接地設計作為電磁兼容的重要組成部分，對抑制電磁干擾、保護設備安全運行具有不可替代的作用。

1.抗干擾接地及其原理

1.1抗干擾接地

抗干擾接地是電氣和電子系統中的一項關鍵措施，旨在通過提供一個低阻抗的路徑，將系統中產生的電磁干擾有效導入地面，以減少對設備和信號的影響。其可以有效降低電磁輻射對設備運行的影響，在現代工業環境中，設備密集使用，使電力線、通信電纜等成了電磁噪聲的主要來源，這些噪聲會導致信號失真或設備誤動作。通過合理的接地設計，可以將不必要的電流引導至大地，從而避免這些問題，將屏蔽層與專用接地點正確連接，可以有效阻止外部噪聲耦合到敏感信號線上。在復雜網絡中，多點接地產生的回路可能形成“地環路”，繼而引入額外噪聲，通過采用單點接地方案，可以消除這種不利現象，大幅度地改善系統數據的完整性，而在需要多點接地時，通過使用隔離變壓器或光纖傳輸等方式，可以進一步降低潛在的共模干擾。

1.2抗干擾接地的原理

從物理設計角度來看，接地產生的是一個用于靜止狀態下安全散流該系統內無用信號和雷電流通道，這一概念強調的是不同層級的保護，直擊雷、防靜電、過載保護等都需要確保導線與大地點之間具備足夠小的阻抗，以便迅速釋放過量能量。選擇適當材質（如銅）并確保其橫截面積足以減小壓降，這也是其中的重要考量。

合理設計保護和工作接地方案也極為重要，對于數據中心或精密實驗室，應保證獨立工作區域與保護區域保持分開，以免因工作設備長時間運行而導致局部升溫，甚至發生火災。對于防雷場所，還需要考慮安裝浪涌保護器，其能夠在高壓進入網路瞬間啟動，將超額電流引向地下，并最大限度地減少沖擊波傳遞途徑過程中對設備造成損害，通過科學合理規劃設計并嚴格執行相關規范標準來杜絕潛在的隱患。

2.抗干擾接地設計研究

2.1接地方式設計

在電子信息通信工程中的抗干擾接地設計中，接地方式的選擇與具體實施是極為關鍵的，它不僅影響系統的穩定性，還直接關系到電磁兼容性能。單點接地方案主要應用于低頻電路，其理想部署是避免形成任何接地回路，從而減少因地環路電流引起的潛在干擾。在頻率通常低于1 MHz的音頻放大電路里，將所有信號線和屏蔽層連接至一個共同的節點，這個共同節點可以設定在電路板上一個明確標識的位置，通過將整個系統的所有接地點聚合于此處，使信號回流路徑清晰可辨，通過有效消除不同接地點之間可能存在的電位差，從而最大限度地降低干擾。為了與此規范相符，應使用導通良好的銅箔層作為連接媒體，確保其厚度不小于0.3[A2]" mm，以保持較高導電率，降低阻抗^[1]。

對于處理高頻信號（通常高于10 MHz）的設備，多點接地就顯得更加出眾，這需要系統多個關鍵位置具備獨立且有效的接地點，對于每個高頻組件或模塊，要通過螺栓直接固定至金屬機箱或連接到鋪設良好的低阻抗銅箔平面，以為這些高速信號提供最近距離的去耦路徑。這些措施可以防止線路長度達到1/4波長時產生天線效應，即潛在的輻射源問題，典型實施方式是每隔不超過10[A3]" cm，在機箱中均勻布置連續低阻抗接地點，并對其進行定期檢查以確保導通完整性。

復雜系統往往同時包含具有截然不同需求的低頻和高頻部分，此時采用混合接地成為必然選擇。在這種狀況下，不同部分通過單獨優化來滿足各自的需求，例如：可以首先給微控制器等低頻模塊設置單點集中式接地，而射頻部分則須采取上述多點策略。不過為避免彼此交流噪聲，可以引入濾波元件，如共模磁珠，參數上選取1 kHz[A4]"，與兩個系統自然諧合。在設計過程中過濾組件與管腳需要保持不大于5[A5]" mm的間距，以增強濾波效果并減少寄生效應帶來的不利影響，這樣既能夠抑制高頻對低頻的不利傳染，又能夠防止由低到高耦合引發的不確定性^[2]。

無論哪種類型都需要在設計早期階段進行詳細仿真分析，根據結構特點調整導線布局和選擇適當材料，這包括但不限于銅箔純度大于等于99.9%，線寬大于等于0.2[A6]" mm。還需要嚴格財務測試其直流阻抗是否依照預期小于5[A7]" mΩ，當最終配置完畢后，還必須進行實時監測以評估整個系統的實際運行條件，與理論計算數值進行比對，以檢查并行調節精確度，確保目標達到要求標準。

2.2接地材料與接地電阻

銅是常用的接地材料，其因出色的導電性與耐腐蝕性而被廣泛用于通信基站和其他敏感設備的接地。為了保障有效的接地性能，根據實際應用中的電流大小來選擇銅棒或銅排，對于大型數據中心，使用截面積為95[A8]" mm²以上的銅排可以有效降低接地電阻?？刂平拥仉娮枋谴_保系統穩定性的關鍵，通信機房、數據中心等場所通常要求接地電阻低于1 Ω。為達成這一目標，加深埋設深度和增加接地體數量是直接有效的方法，在土壤條件較差、電阻率較高的地區，通過加深至少3[A9]" m或在縱橫間隔范圍內多點布置可以提高效果。還可以使用降阻劑，將降阻劑添加到周圍土壤能夠明顯增大有效接觸面積并降低整體土壤的電阻率，從而減少總接地電阻值^[3]。例如：對某個土壤電阻率為100[A10]" Ω·m位置進行改進時，可以采用包含氯化鈣、高吸水樹脂等成分的降阻劑以實現預期效果。

此外，監測和定期測試也是確保系統長時間運行可靠性的策略之一，運用精確測量設備，每半年對既有系統進行檢測，如未達到標準，則需要調整材料配置和改進架構，直至符合預設值，如遇天氣影響明顯區域，還有可能考慮引入智能管理系統，以持續優化該環境下實時變化對保護措施帶來的不利影響。這些具體且細致的操作步驟與參數，使電子信息通信領域設施能夠更高效、安全地抵御外界干擾與潛在風險。

2.3線路屏蔽與接地的協同設計

在電子信息通信工程中，抗干擾接地設計是確保信號完整性和設備穩定性的關鍵步驟，線路屏蔽與接地相輔相成，需要精確的設計和實施，對于電纜的屏蔽接地，在高頻率信號傳輸應用中，單端接地常用于減少外部電場對信號的影響。當音頻信號通過帶有屏蔽層的電纜傳輸時，通常將屏蔽層在發送端（如音頻放大器輸出端）接地，這種方法能夠有效阻止外界的電磁干擾，因為若另一端不連接地，就能夠避免感應電流沿著屏蔽層形成回路而引入額外噪聲。對于雙層屏蔽電纜，每一層應分別處理，內層可以在德爾布魯克技術下進行單點刺入計算，使其專注于防止內部信號泄漏，而外層則采取探銥反應，全方位抵御外部干擾^[4]。在此過程中可以應用具體參數，例如：在0.5[A11]"mm厚度范圍內設置二者，確保每1 m厚度間隔不少于3次的最小仰角導通測試。這樣的結構被廣泛應用于醫療設備或需要傳輸微弱電信號的敏感數據環境中，保證高精度要求。

在設備本身的屏蔽與接地方面，將設備置于金屬屏蔽箱并進行優良接地極為有效，尤其是對容易受敏感性侵害的數據設備。例如：一個切削刀具容量為40 kHz通信終端應該置于金屬機柜中，該機柜則需要按照平均介質損耗小于0.000 2 dB/W·mm²[A12]"的標準執行配備接地系統，以便盡可能使進入或發自這些設備表面的任何電磁能量均被箱體吸收并通過低阻抗路徑送入大地。同時，要注意機柜門和其他開口部分需要安裝彈性導通膠，以增強抗輻射效果。為了提升整個基站項目下機房抗干擾能力，可以利用敷設3 mm厚度以上之鍍鋅鐵板鋪設進行安全罩衣操作，并給每一個創建節點標配至少50[A13]" A直流額定值至地下水鎖連接抑靜元素，以降低來自不同斷面之間潛在交叉感儀風險額度。這些步驟不僅提高了系統整體抗干擾能力，還保護了所有相關硬件組件，使整個網絡架構在各種復雜條件下仍平穩地運行。

2.4 接地系統的維護與監測設計

接地極的腐蝕檢查需要定期進行，尤其是在潮濕或含鹽量較高的土壤環境中，每半年可以使用電化學檢測儀器對接地極進行檢測，以量化其腐蝕程度。如果發現腐蝕深度超過5[A14]" mm，則需要立即更換相關部件，從而確保接地系統的有效性。在動態監測方面，安裝智能接地電阻監測儀是必要措施。這些設備能夠提供實時數據，當電阻值超過2[A15]" Ω這一設定閾值時，會自動觸發警報，使維護團隊能夠迅速介入排查。同時，使用高精度數據采集設備可以將多點位數據上傳至云平臺，通過大數據分析實現早期預警。

為了確保長期效果，應每3個月對監測設備進行精準校準，保證數值誤差不超過0.1[A16]" Ω，對于航空通信指揮中心等關鍵節點，建議構建雙重冗余接地系統，在一個通路失效時另一個仍能夠正常工作。還需要開設專門的運維日志記錄制度，將每次檢查和維護操作詳細記錄，包括時間、地點、人員和具體操作內容，這樣一旦發生異常，能夠通過歷史數據快速定位問題根源。通過這些具體的方法與步驟可以持續提升電子信息通信工程中的抗干擾能力，全方位確保系統穩定運行，從而有效避免因外界干擾而造成的信息傳遞中斷或誤傳等重大事故。

3結語

綜上所述，在電子信息通信工程中開展深入的抗干擾接地設計研究，不僅有助于提升通信系統對外部電磁干擾的抵御能力，還能夠在保障信號完整性和設備安全性方面發揮重要作用。通過優化接地結構、創新材料應用、強化設計標準等手段，可以有效降低系統發生故障的風險，提高整體工作的效率。

參考文獻

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