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1、EMC接地的概念與分類——鐵路信號設備地線干擾抑制方法的研究（一）2013-06-05來源：電子元件技術網(wǎng)博文作者：楊鵬【導讀】本文是電子元件技術網(wǎng)網(wǎng)友原創(chuàng)博文《鐵路信號設備地線干擾抑制方法的研究》系列第一章，集中闡述了接地概念與分類。《鐵路信號設備地線干擾抑制方法的研究》全文從電氣電子設備接地重要性與地線干擾形成機理入手，重點介紹電氣電子設備接地點與接地方式選擇、增加地環(huán)路阻抗、降低接地阻抗等方法，來消除公共阻抗耦合、地環(huán)路等地線干擾，實現(xiàn)電氣電子設備良好的電磁兼容。最后，針對鐵路現(xiàn)場電磁騷擾源特性與耦合方式，成功地將地線干擾抑制方法應用于某鐵路信號設備的電磁兼容設計中。全文
2、第二章為：EMC地線干擾形成的機理1引言電磁兼容是指在有限的空間、有限的時間、有限的頻譜資源條件下，各種電氣電子設備或系統(tǒng)可以共存，并不致引起不允許的性能降低的共存狀態(tài)和能力?；蛘哒f，設備在共同的電磁環(huán)境中能一起完成各自功能的共存狀態(tài)和能力，即該設備不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設備的電磁發(fā)射而導致不允許的降級；也不會使同一電磁環(huán)境中其他設備因受其電磁發(fā)射而導致不允許的降級[1]。隨著電子技術發(fā)展,芯片的體積越來越小，電路的工作頻率越來越快，器件的工作電壓越來越低，PCB的密度越來越大，導致電氣電子設備對電磁騷擾越來越敏感。與此同時，電氣電子設備的數(shù)量及種類日益增多，使電磁
3、環(huán)境變得越來越惡劣。因此，在這種日益復雜的電磁環(huán)境中，如何確保電氣電子設備的抗干擾性能，減少相互間的電磁騷擾，即電磁兼容設計，已成為電子設備開發(fā)中的最重要的工作內(nèi)容。在電氣電子設備中，接地是控制干擾的重要方法。正確的接地，既能提高產(chǎn)品抑制電磁干擾的能力，又能減少產(chǎn)品對外的EMI發(fā)射；相反，不良的接地乃是電磁干擾傳播主要途徑，甚至接地本身成為主要干擾源。有關資料顯示，90%的電磁兼容問題是由于印制電路板的布線和接地不當造成的[1]。本文闡述了接地概念與分類，簡介了地線干擾形成的機理，重點介紹了在PCB設計中，通過適當接地方法，規(guī)避地線干擾。2．接地接地是指將電路、設備、分系統(tǒng)與參
4、考地連接，目的在于提供一個等電位點或面。接地必須有接地導體和參考地才能完成。參考地可以是大地，也可以是起大地作用的，有足夠面積的導體，譬如船舶或飛機殼體。理想的參考地是一個零電位、零阻抗的物理體。2.1接地定義接地技術最早應用在強電系統(tǒng)（電力系統(tǒng)、輸變電設備、電氣設備）中，為了設備遭雷擊而采取的保護性措施，目的把雷電產(chǎn)生的雷擊電流通過避雷針引入大地，從而保護建筑物的作用。同時，將接地線與真正的大地（地球）連接，為電氣設備和電力設施提供漏電保護的放電通路，是保護人身的安全一種技術措施。隨著電子通信和其他數(shù)字領域的發(fā)展，在接地系統(tǒng)中只考慮防雷和安全已遠遠不能滿足要求，接地已成為通信
5、互連設備的基準電位，以及高速信號的回流路徑?！暗鼐€”在物理教科書中定義為“地線就是電路中的電位參考點，它為系統(tǒng)中的所有電路提供一個電位基準”[1]。此定義不符合實際情況，實際地線上的電位并不是恒定的，如果用儀表測量一下地線上各點之間的電位，會發(fā)現(xiàn)地線上各點的電位可能相差很大[2]。實踐經(jīng)驗證明，正是這些地電位差才造成了電路工作的異常，或者說，導致電路出現(xiàn)電磁兼容問題。Henry給地線下了一個更加符合實際的定義，“地線是信號流回源的低阻抗路徑”。這個定義突出了地線中電流的流動，按照這個定義，很容易理解地線中電位差的產(chǎn)生原因。因為地線的阻抗并不會是零，當一個電流通過該阻抗時，就會產(chǎn)
6、生電壓降。因此，地線上的電位可以想象成如大海中的波浪一樣，此起彼伏，某印制線路板的電位示意圖[3]，如下圖所示：圖1印制線路板的地電位示意圖2.2接地意義電子設備中的“地”通常有兩種含義：一種是“大地”（安全地），一種是“系統(tǒng)基準地”。接地就是指在系統(tǒng)的某個選定點與某個電位基準面之間建立“低阻抗”的導電通路。“接大地”，就是以地球的電位作為基準，并以大地作為零電位將金屬外殼、線路選定點等通過接地線、接地極組成的接地裝置與大地相接。由于大地的電容非常大，一般認為大地的電動勢為零電位。“系統(tǒng)基準地”指以某個參考平面為基準，譬如船舶外殼、金屬底座、機殼、粗銅線、PCB板的完整地平面等
7、，并設該基準導體電位為相對零電位，簡稱為系統(tǒng)地。此時所謂接地就是指線路選定點與基準導體間的連接。系統(tǒng)基準地不一定是大地相連，只是電路中的共同參考點，這點的電壓為0V，電路中其他各點的電壓高低都是以這一參考點為基準。把系統(tǒng)基準地與大地連接，往往是考慮提高電路工作的穩(wěn)定性、靜電泄放，保障操作人員的安全性，以及電磁兼容的屏蔽要求。（1）安全接地安全接地即將金屬機殼接大地。一是可防止機殼上積累電荷，產(chǎn)生靜電放電而危及設備和人身安全；二是當設備的絕緣損壞而使機殼帶電時，促使電源的保護動作而切斷電源，以
