1。

 

地線的定義什么是地線？教科書中每個人定義的地線是：地線是等電位體，作為電路電位的參考點。這個定義與實際情況不符。實際地面線上的電位不是恒定的。如果使用儀表測量地線上各點之間的電位，您會發現地線上各點的電位可能差異很大。正是這些潛在的差異導致電路異常工作。電路是等電位體的定義，只是對地電位的期望。 HENRY給出了更真實的定義，他將地線定義為信號流回源的低阻抗路徑。該定義突出了地線中的電流流動。根據該定義，很容易理解地線中電位差的原因。因為地線的阻抗不總是為零，所以當電流通過有限阻抗時，會產生電壓降。

 

因此，我們應該將地面上的潛力想象成海中的波浪。 2。

 

地線的阻抗當涉及到地線的阻抗時，地線上的點之間的電位差會引起電路的誤差，很多人發現它是不可想象的：當我們用歐姆表測量電阻時接地線，地線的電阻往往在歐姆水平，電流流過如此小的電阻如何產生如此大的電壓降，導致要理解這個問題，首先要區分電阻和阻抗引導線有兩個不同的概念。電阻是指導線對直流狀態下電流的阻抗，而阻抗是指導線對交流狀態下電流的阻抗，這主要是由導線的電感引起的。任何導線都有一個電感，當頻率很高時，導線的阻抗遠大于直流電阻，表1中給出的數據說明了這個問題。在實際電路中，引起電磁干擾的信號往往是脈沖信號，脈沖信號中含有豐富的高頻成分，因此它會在地線上產生很大的電壓。

 

對于數字電路，電路的工作頻率非常高，因此接地阻抗對數字電路的影響非常大。

 

表1導體阻抗（Omega）：

 

頻率

 

Hz D = 0.65

 

10cm 1m D = 0.27

 

10cm 1m D = 0.065

 

10cm 1m D = 0.04 10cm 1m 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54 M 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 3.86 10M 4.26 71.2 5

 

.4 82.8 7.14 7.7 21.3 356 414 100M 35.7-38.5 81 150M 63.9 107 115如果10Hz的阻抗被認為是直流電阻，可以看出，當頻率達到10MHz時，對于1米長的電線，阻抗是直流電阻的1000倍至100,000倍。因此，對于RF電流，當電流流過地線時，電壓降非常大。從表中還可以看出，增加導線直徑在降低直流電阻方面非常有效，但它對降低交流阻抗的影響有限。但在電磁兼容性方面，人們最關心的是交流阻抗。為了降低AC阻抗，一種有效的方法是并聯多條線。

 

當兩根導線并聯時，總電感L為：

 

L =（L1 + M）/ 2在公式中，L1是單線的電感，M是兩根線之間的互感。從公式可以看出，當兩根導線相距很遠時，它們之間的互感非常小，總電感相當于單根導線電感的一半。因此，我們可以通過多根接地線減少接地阻抗。

 

然而，應該注意，多根導線之間的距離不能太近。 3。

 

地面干擾機制

 

3.1接地回路干擾圖1是雙接地電路。由于存在接地阻抗，當電流流過地線時，在地線上產生電壓。當電流很大時，該電壓可能很大。例如，當在附近啟動高功率電子設備時，強電流將流過地線。該電流在兩個設備的連接電纜上產生電流。由于電路的不平衡，每根導線上的電流不同，因此會產生差模電壓，影響電路。由于這種干擾是由包含的回路電流產生的電纜和地線，它成為地面環路干擾。

 

接地回路中的電流也可以通過外部電磁場感測。

 

3.2公共阻抗干擾當兩個電路共用一條地線時，由于地線的阻抗，一個電路的地電位由另一個電路的工作電流調制。

 

這種電路中的信號耦合到另一個電路中，該電路稱為公共阻抗耦合。在數字電路中，由于信號的高頻率，地線通常呈現大阻抗。此時，如果存在共用一條地線的不同電路，則可能存在公共阻抗耦合的問題。圖3中的示例說明了干擾現象。圖3是由四個門電路組成的簡單電路。假設門1的輸出電平從高變為低，則電路中的寄生電容（有時門2的輸入端有濾波電容）將通過門1放電到地線，由于阻抗接地線，放電電流會在地線上產生尖峰電壓，如果門3的輸出電平為低電平，那么

 

門4的輸入端，如果該尖峰電壓的幅度超過門的4的噪聲閾值，則將導致門4誤動作。4。

 

地線干擾的對策4.1地面環路干擾機制的接地環路對策，只要接地環路中的電流減小，就可以減少接地環路的干擾。如果可以完全消除接地回路中的電流，則可以完全解決接地回路干擾問題。

 

因此，我們提出以下解決方案來解決接地環路干擾。 A.如果電路的一端浮動，則將設備浮在一端，接地環路被切斷，因此可以消除接地回路電流。但有兩個問題需要注意，一個是由于安全問題，往往不允許電路浮動。此時，您可以考慮通過電感器將器件接地。這樣，50Hz交流電設備的接地阻抗非常小，對于高頻干擾信號，設備的接地阻抗較大，降低了接地回路電流。但是，這只能減少高頻干擾的接地環路干擾。

 

另一個問題是，盡管器件浮動，器件和地之間仍然存在寄生電容，當頻率較高時，它提供較低的阻抗，因此不能有效地降低高頻接地回路電流。 B.使用變壓器實現設備之間的連接，使用磁路連接兩個設備，可以切斷接地回路電流。然而，應該注意的是，變壓器第一級之間的寄生電容仍然可以為高頻接地回路電流提供路徑，因此變壓器隔離方法對高頻接地回路電流的抑制效果較差。提高變壓器高頻隔離效果的一種方法是在變壓器的第一級之間設置屏蔽層。但需要注意的是，隔離變壓器屏蔽層的接地端必須位于接收電路的末端，否則，不僅不能提高高頻隔離效果，還可能使高頻耦合更多嚴重。因此，變壓器應安裝在信號接收裝置的一側。

 

屏蔽良好的變壓器可在1MHz以下的頻率下提供有效隔離。 C.使用光隔離器另一種切斷接地回路的方法是用光實現信號的傳輸。這可以說是解決接地回路干擾問題的最理想方式。有兩種連接光的方法，一種是光耦器件，另一種是光纖連接器。光耦合器寄生電容通常為2pf，可在非常高的頻率下提供良好的隔離。

 

光纖幾乎沒有寄生電容，但安裝，維護，成本等方面都不如光耦器件好。 D.使用共模扼流圈在連接電纜上使用共模扼流圈相當于增加接地回路的阻抗，以便在某個接地電壓的作用下接地回路電流減小。但是，應注意控制共模扼流圈的寄生電容，否則對高頻干擾的隔離效果很差。

 

共模扼流圈的匝數越大，寄生電容越大，高頻隔離效果越差。

 

4.2消除公共阻抗耦合有兩種方法可以消除公共阻抗的耦合，一種是降低公共地線部分的阻抗，使公共地線上的電壓降低，從而控制公共阻抗耦合。另一種方法是避免通過適當接地容易相互干擾的電路的公共地線，并且通常避免強電路和弱電源電路共用地線，數字電路和模擬電路以共享地線。如前所述，降低接地阻抗的核心問題是降低地線的電感。這包括在地線上使用扁平導線和遠離多個平行導體的接地。對于印刷電路板，雙層板上的金屬絲網可以有效地降低接地阻抗，在專用于一層地線的多層板中雖然阻抗很小，但這會增加電路板的成本。通過適當接地避免公共阻抗的接地方法是并聯單點接地，如圖4所示。并聯接地的缺點是接地線太多。因此，在實際應用中，并非所有電路都需要并聯單點接地，因為對于彼此干擾較小的電路，可以在s中使用