接地线的作用
时间：2023-03-16来源：佚名
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接地线大多连接着装备或者装置的外壳，当有漏电情况发生的时候，就可以通过接地线传入大地，从而避免人们被电击的危险。 在现代接地概念中、对于线路工程师来说，该术语的含义通常是‘线路电压的参考点’；对于系统设计师来说，它常常是机柜或机架；对电气工程师来说，它是绿色安全地线或接到大地的意思。一个比较通用的定义是“接地是电流返回其源的低阻抗通道”。注意要求是”低阻抗”和“通路”。 常见的接地符号：PE,PGND,FG－保护地或机壳；BGND或DC-RETURN－直流－48V( 24V)电源（电池）回流；GND－工作地；DGND－数字地；AGND－模拟地；LGND－防雷保护地。 接地有多种方式，有单点接地，多点接地以及混合类型的接地。而单点接地又分为串联单点接地和并联单点接地。一般来说，单点接地用于简单电路，不同功能模块之间接地区分，以及低频（f<1MHz）电子线路。当设计高频（f>10MHz）电路时就要采用多点接地了或者多层板（完整的地平面层）。 对于一个电子信号来说，它需要寻找一条最低阻抗的电流回流到地的途径，所以如何处理这个信号回流就变得非常的关键。第一，根据公式可以知道，辐射强度是和回路面积成正比的，就是说回流需要走的路径越长，形成的环越大，它对外辐射的干扰也越大，所以，PCB布板的时候要尽可能减小电源回路和信号回路面积。第二，对于一个高速信号来说，提供好的信号回流可以保证它的信号质量，这是因为PCB上传输线的特性阻抗一般是以地层（或电源层）为参考来计算的，如果高速线附近有连续的地平面，这样这条线的阻抗就能保持连续，如果有段线附近没有了地参考，这样阻抗就会发生变化，不连续的阻抗从而会影响到信号的完整性。所以，布线的时候要把高速线分配到靠近地平面的层，或者高速线旁边并行走一两条地线，起到屏蔽和就近提供回流的功能。第三，为什么说布线的时候尽量不要跨电源分割，这也是因为信号跨越了不同电源层后，它的回流途径就会很长了，容易受到干扰。当然，不是严格要求不能跨越电源分割，对于低速的信号是可以的，因为产生的干扰相比信号可以不予关心。对于高速信号就要认真检查，尽量不要跨越，可以通过调整电源部分的走线。（这是针对多层板多个电源供应情况说的）。 有些单板会有对外的输入输出接口，比如串口连接器，网口RJ45连接器等等，如果对它们的接地设计得不好也会影响到正常工作，例如网口互连有误码，丢包等，并且会成为对外的电磁干扰源，把板内的噪声向外发送。一般来说会单独分割出一块独立的接口地，与信号地的连接采用细的走线连接，可以串上0欧姆或者小阻值的电阻。细的走线可以用来阻隔信号地上噪音过到接口地上来。同样的，对接口地和接口电源的滤波也要认真考虑。 地与电（信号），这是一对形影不离的双胞胎。接地，通常是指用导体与大地相连。可在电子技术中的地，可能就与大地毫不相关，它只是电路中的一等电位面。如收音机、电视机中的地，它只是接收机线路里的一电位基准点。接地，在电力和电子技术中，既简单，又复杂，而且还必不可少。按接地的作用，可分为工作接地、保护接地、过压保护接地、防静电接地、屏蔽接地、信号地等多种。在广电技术中，以上几种接地类型都会遇到。现就结合实际对某些接地技术问题作一阐述。 一．保护接地 保护接地是为防止绝缘损坏造成设备带电危及人身安全而设置的保护装置，它有接地与接零两种方式。按电力规定，凡采用三相四线供电的系统，由于中性线接地，所以应采用接零方式，而把设备的金属外壳通过导体接至零线上，而不允许将设备外壳直接接地。这在广电系统的配电房中的开关设备，中央空调机、发射机等电源开关设备和大耗电设备中尤为常见。在规划设计时，应从地网中引出接地母线至各设备上，再将机器外壳用导体连至接地母线上。值得指出的是：接地线应接在设备的接地专用端子上，另一端最好使用焊接。 有时设备外壳会麻手，这是由于交流漏电而设备外壳没接零造成的。一般可将电源插头拔出调换一下位置再插入即可解决。这在一些常移动的编录设备中，由于接零线常常被忽略，操作人员有的可能会双手同时接触接零和不接零的设备，就有可能发生上述现象。 二. 过压保护接地 这是为防雷电而设置的接地保护装置。防雷装置最广泛使用的是避雷针和避雷器。避雷针通过铁塔或建筑物钢筋入地，避雷器则通过专用地线入地。避雷器每年雷雨季节来临之前须检验，以防失效。如我台的热线电话接入器遭雷击，就是因话线防雷器失效所致。在防雷引下线上，绝不要连接其他设备的地线，防雷引下线只能单独直接入地，否则雷电会通过引下线损坏其他设备。如某台卫星电视接收机曾数次遭雷击，其原困是馈线与房顶金属护栏摩擦而绝缘损坏，而金属护栏与避雷针引下体焊在一起，以至雷电窜入而击坏接收机。 三. 屏蔽地 为防止电磁感应而对视、音频线的屏蔽金属外皮、电子设备的金属外壳、屏蔽罩、建筑物的金属屏蔽网（如测灵敏度、选择性等指标的屏蔽室）进行接地的一种防护措施。在所有接地中，屏蔽地最复杂，有种说不清，道不明的感觉。因为屏蔽本身既可防外界干扰，又可能通过它对外界构成干扰，而在设备内各元器件之间也须防电磁干扰，如大家熟知的中周外壳、电子管屏蔽罩就是例子。 屏蔽不良、接地不当会引起干扰，这些干扰主要有： 1.交流干扰，这主要由交流电源引起。对交流干扰的防护，通常对电源进行滤波或在电源变压器初次级间加屏蔽层并接地。在大的杂散电磁场外，为防电磁干扰进行屏蔽接地十分必要。例如，我市新亚新商城开工典礼时，录扩设备附近有台变压器，其电磁场就干扰现场的录扩音。后通过把录扩设备屏蔽接地，解决了这一问题。 2.高频干扰。这类干扰来自各类无线发射台的变频或超变频信号，它们窜入电子设备后在机内得到非正常解调而形成声频干扰。 信号频率越高，建筑物或设备的金属网孔眼就应越小，信号线屏蔽层的编织就应越密，否则将失去屏蔽作用。对频繁拔插的信号线，应防止屏蔽层在插头处松动和脱落。因有时仪器设备的屏蔽是通过信号线的屏蔽入地的（它们通过插头插座联接起来），若屏蔽脱落，则很容易造成干扰。如我在汕头某电子厂时，测试人员反应，卫星电视接收机中有时会有一种滋滋作声的干扰并影响图像质量。经跟踪观察，与飞机的经过有关，显然是澄海机场雷达信号的窜入并得到非正常解调所致。经分析查找，原来是信号线的屏蔽层在插头外脱落，使卫星电视接收机屏蔽没接地所致。 四. 信号地 各种电子电路，都有一个基准电位点，这个基准电位点就是信号地。它的作用是保证电路有一个统一的基准电位，不致于浮动而引起信号误差。 信号地的连接是：同一设备的信号输入端地与信号输出端地不能联在一起，而应分开；前级（设备）的输出地只有与后级（设备）的输入地相连。否则，信号可能通过地线形成反馈，引起信号的浮动。这在设备的测试中，信号地的连接尤其要引起注意。 |
