1、第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術4.1 接地的概念接地的概念4.2 安全接地安全接地4.4 屏蔽體接地屏蔽體接地4.5 地回路干擾及其抑制地回路干擾及其抑制4.6 搭搭接接4.3 信號接地信號接地第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術4.1 接地的概念接地的概念指電路或系統的電位基準面（相對電位零點）指電路或系統的電位基準面（相對電位零點）接地的兩種含義：接地的兩種含義： （2）系統基準系統基準“地地” 指電路、設備、或系統與指電路、設備、或系統與“地地”所所 建立的建立的低阻通路低阻通路。如設備外殼、金屬底座、屏。如設備外殼、金屬底座、屏 蔽

2、罩、粗銅線、銅帶等。蔽罩、粗銅線、銅帶等。什么是地什么是地？接地接地：在系統的選定點與某個電位基準面之間建立低阻在系統的選定點與某個電位基準面之間建立低阻 的導電通路的導電通路。（1） 接接“大地大地”，以地球電位作為基準，并以大地，以地球電位作為基準，并以大地 作為零電位。提供放電通路。作為零電位。提供放電通路。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術幾點說明：幾點說明： 理想接地面處處零電位，零阻抗。實際上即便是超導，表面兩理想接地面處處零電位，零阻抗。實際上即便是超導，表面兩點之間也存在電抗效應，實際只是近似而已。點之間也存在電抗效應，實際只是近似而已。接地面應采用低

3、阻抗材料（如銅）制成，并有足夠的長度、接地面應采用低阻抗材料（如銅）制成，并有足夠的長度、寬度和厚度，以保證在所有的頻率上都呈現低阻抗。寬度和厚度，以保證在所有的頻率上都呈現低阻抗。如：如：用于安裝固定設備的接地平面應當有整塊銅板或網格用于安裝固定設備的接地平面應當有整塊銅板或網格 （25cm25cm）或更密一些的銅柵網組成。對多路發或更密一些的銅柵網組成。對多路發 射機裝置要求用薄銅板作接地平面。射機裝置要求用薄銅板作接地平面。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 接地平面還應對大地呈現很大的電容。在組裝時，接地平面接地平面還應對大地呈現很大的電容。在組裝時，接地平面

4、應延伸到所有設備底面的下方，而且應比設備底面最大尺寸伸長應延伸到所有設備底面的下方，而且應比設備底面最大尺寸伸長1.8m或更遠。或更遠。如：如：大功率發射機要求接地平面在徑向延伸到最低工作頻率大功率發射機要求接地平面在徑向延伸到最低工作頻率 波長的波長的1/4, ,以便排除地電流。還需設計一條接地母線，以便排除地電流。還需設計一條接地母線， 以便為設備提供就近接地匯流點，該母線應該每隔以便為設備提供就近接地匯流點，該母線應該每隔1.8 m或更短的間距與接地平面經銅帶熔焊連接在一起。或更短的間距與接地平面經銅帶熔焊連接在一起。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術避免因靜電

5、感應，使機殼上積累過多電荷，產生高電壓，避免因靜電感應，使機殼上積累過多電荷，產生高電壓，導致設備內部放電造成干擾；導致設備內部放電造成干擾； “接地接地”不一定與大地相通，但在某些情況下必須相通不一定與大地相通，但在某些情況下必須相通。為操作人員提供安全保障。為操作人員提供安全保障。Z2Z1U1U2機箱機箱Z1 + Z2 Z2U2 U1Z1: 高壓部件與機箱間的阻抗；高壓部件與機箱間的阻抗；Z2: 機箱與大地之間的阻抗。機箱與大地之間的阻抗。若不接地，若不接地，Z2為無限大，機箱為無限大，機箱 電壓就是電源電壓，電壓就是電源電壓，危險危險!若接地，若接地， Z2 = 0，U2 = 0, 安全

6、安全第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術使整個系統有一個公共的零電位基準面，并給高頻干使整個系統有一個公共的零電位基準面，并給高頻干擾電壓提供低阻抗通路，以達到系統穩定工作的目的。擾電壓提供低阻抗通路，以達到系統穩定工作的目的。為系統的屏蔽接地，取得良好的電磁屏蔽效果，達為系統的屏蔽接地，取得良好的電磁屏蔽效果，達到抑制電磁干擾的目的。到抑制電磁干擾的目的。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 在電磁兼容領域，最容易犯的錯誤是忽視了導線電感引起的在電磁兼容領域，最容易犯的錯誤是忽視了導線電感引起的 阻抗，特別是當頻率較高時，電感的感抗會遠遠大于電

7、阻。阻抗，特別是當頻率較高時，電感的感抗會遠遠大于電阻。,5000.657215000001119.4cm0.58m5.18 10(/2)25 10157m882822ln(1),(0.5 0.2235)22cuKHzDlmiDCLiACeeRDfLlXLLlrhhw tLlLlrw tl 9.07m15765. 04 . 94LXL)2235. 0212(ln20ltWtWllLe) 12(ln20rllLe第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術作作用用分分類類安全接地安全接地信號接地信號接地單點接地單點接地多點接地多點接地混合接地混合接地懸浮接地懸浮接地設備安全設備安

8、全接零保護接零保護防雷接地防雷接地接地的分類接地的分類第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 4.2 安全接地安全接地設備安全接地設備安全接地第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 動力電氣設備（如電動機），除了外殼接地外，還應與電動力電氣設備（如電動機），除了外殼接地外，還應與電網零線連接，稱為接零保護。網零線連接，稱為接零保護。接零保護接零保護機殼機殼相線相線零線零線地線地線第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術防雷接地：防雷接地：避雷針由三部分組成：避雷針由三部分組成： 接閃器接閃器（指高架避雷塔上的金屬棒、金屬針，建（指

9、高架避雷塔上的金屬棒、金屬針，建 筑物或構筑物上的避雷網、避雷線）筑物或構筑物上的避雷網、避雷線） 引下線引下線 接地體接地體把可能受到雷擊的物體和大地連接，以便提供泄放把可能受到雷擊的物體和大地連接，以便提供泄放大電流的通路大電流的通路。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術信號接地：信號接地：為信號電流提供流回信號源的低阻抗路徑為信號電流提供流回信號源的低阻抗路徑接地電流流經接地線時，會產主傳輸線效應和天線效應。接地電流流經接地線時，會產主傳輸線效應和天線效應。當線條長度為當線條長度為14波長時，可以表現出很高的阻抗，接地波長時，可以表現出很高的阻抗，接地線實際上是開

10、路的，接地線反而成為向外輻射的天線。線實際上是開路的，接地線反而成為向外輻射的天線。4.3 信號接地信號接地第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術單點接地單點接地多點接地多點接地混合接地混合接地懸浮接地懸浮接地信號接地方式信號接地方式串聯單串聯單點接地點接地并聯單并聯單點接地點接地信號接地方式的種類信號接地方式的種類第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術332321321)()(RIUURIIUURIIIUBCABA(1) 串聯單點接地串聯單點接地優點優點: 結構簡單，易于實現結構簡單，易于實現。缺點缺點: 各點的地電位相互影各點的地電位相互影 響較

11、大，最容易引起響較大，最容易引起 干擾。干擾。 實踐處理實踐處理:具有最低接地電平的電路放在具有最低接地電平的電路放在 最靠近接地點的地最靠近接地點的地 方；方；敏感設備放在最靠近接地點的敏感設備放在最靠近接地點的 地方；地方；大功率電路與小功率電路的混大功率電路與小功率電路的混 合系統，應避免單點接地合系統，應避免單點接地。N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC單點接地（低頻）單點接地（低頻）第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 接地點的選擇接地點的選擇1231()ALUIII R接地點靠近最低電平電路接地點靠近最低電平電路N1N2N3R1R2R3I1I2I3AB

12、C接地點靠近最高電平電路接地點靠近最高電平電路N1N2N3R1R2R3I1I2I3ABC121231231()()AHUI RIIRIIIRALAHUU第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術( 2 ) 并聯單點接地并聯單點接地332211RIURIURIUCBA優點優點: 各電路互相不影響各電路互相不影響缺點缺點: 1) 結構復雜、不便于使用；結構復雜、不便于使用； 2）各地線間可能形成電容各地線間可能形成電容 性和電感性耦合。性和電感性耦合。結論結論：單點接地只適用于低頻電路單點接地只適用于低頻電路 當當l 接近于接近于 /4時，有很強的天線效應，向外輻射；時，有很強的

13、天線效應，向外輻射； 高頻時分布電容與分布電感的影響，難以實現真正的單點高頻時分布電容與分布電感的影響，難以實現真正的單點 接地。接地。各電路的地電位各電路的地電位R1R2R3N1N2I1I2I3N3ABCR1R2R3N1N2I1I2I3N3ABC第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術說明說明:)()()(333222111LjRIULjRIULjRIUCBA各電路的地電位各電路的地電位優點優點: 接地線較短，適用于高頻及數字電路。接地線較短，適用于高頻及數字電路。缺點缺點: 形成各種地回路，可能造成地回路干擾。形成各種地回路，可能造成地回路干擾。R2N2I2BL1N1I

14、1AR3I3N3CL2L3R1多點接地（多點接地（高高頻）頻）多點接地，應盡可能減少接地線長度，使高頻阻抗減至多點接地，應盡可能減少接地線長度，使高頻阻抗減至最小。一般情況下，電子設備往往以鍍銀版作為接地母最小。一般情況下，電子設備往往以鍍銀版作為接地母線，以減少表面阻抗。線，以減少表面阻抗。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術小結小結： 單點接地適用于低頻，多點接地適用于高頻；單點接地適用于低頻，多點接地適用于高頻；1MHzf 當當 時，時， 一般采用單點接地；一般采用單點接地；10MHzf 當當 時，時， 一般采用多點接地；一般采用多點接地； 當當 時，若時，若 ，

15、則采用多點接地；，則采用多點接地； 若若 ，則采用多點接地。，則采用多點接地。 /20l1MHz10MHzf/20l1MHzf 當當 時，時， 一般采用單點接地；一般采用單點接地； 如果電路對電壓降很敏感，則接地線長度應比如果電路對電壓降很敏感，則接地線長度應比 更小；更小； 若電路只是一般敏感，則接地線可大于若電路只是一般敏感，則接地線可大于 。/ 20/ 20準則準則/20第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 第一類接地系統：第一類接地系統： 敏感信號和小信號接地系統。敏感信號和小信號接地系統。包括低電平、小信號檢測、傳感器包括低電平、小信號檢測、傳感器輸入、前級放

16、大、混頻器電路等。輸入、前級放大、混頻器電路等。 第二類接地系統：第二類接地系統： 非敏感信號或大信號接地非敏感信號或大信號接地系統，包括高平電路、末級放系統，包括高平電路、末級放大器電路以及大功率電路。大器電路以及大功率電路。（1）不同不同接地系統的特點接地系統的特點特點特點：特別容易受到干擾，出現電特別容易受到干擾，出現電路失效或電路性能降低，接地導線路失效或電路性能降低，接地導線應盡量避免混雜其他電路。應盡量避免混雜其他電路。特點特點：必須將其與小信號接必須將其與小信號接地線分開設置。地線分開設置。按照電路各自的特點，對不同的電路采用不同的接地方式。按照電路各自的特點，對不同的電路采用不

17、同的接地方式。混合接地混合接地第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 第三類接地系統：第三類接地系統： 干擾源器件、設備的接地系統。干擾源器件、設備的接地系統。如電動機、繼電器、火花塞等。如電動機、繼電器、火花塞等。 第四類接地系統：第四類接地系統： 機殼、設備底座、系統金屬機殼、設備底座、系統金屬構架等。構架等。注意注意：工程實踐中，模擬地與數字地必須分別設置；工程實踐中，模擬地與數字地必須分別設置； 直流地與交流地必須分別設置。直流地與交流地必須分別設置。特點特點：干擾頻帶寬、瞬態電平高。干擾頻帶寬、瞬態電平高。除屏蔽外，必須與其它接地分開除屏蔽外，必須與其它接地分開

18、設置。設置。特點特點：保證人身安全和設備工作保證人身安全和設備工作的穩定。的穩定。模擬電路模擬電路 窄帶窄帶 低電平（低電平（V, mV）數字電路數字電路 寬帶寬帶 中電平（中電平（V）第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 ( (2) ) 低頻電路的串、并聯混合接地低頻電路的串、并聯混合接地 低電平電路低電平電路串聯接地串聯接地 高電平、強噪聲電平電路高電平、強噪聲電平電路串聯接地串聯接地 機箱、機架機箱、機架串聯接地串聯接地并聯接地并聯接地G低電平電路低電平電路高電平、強噪高電平、強噪聲電平電路聲電平電路機箱、機架機箱、機架第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干

19、擾抑制的接地技術第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術9音軌數字磁帶機的典型接地方法音軌數字磁帶機的典型接地方法第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術機架機架2機架機架1機箱機箱機箱機箱安置在機架上的電子電路必須有各自的接地線安置在機架上的電子電路必須有各自的接地線第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術( ( 3 ) ) 高、低頻電路單點與多點混合接地高、低頻電路單點與多點混合接地低頻低頻：電容的阻抗大電容的阻

20、抗大單點接地單點接地高頻高頻：電容的阻抗小電容的阻抗小多點接地多點接地N1N2N3低頻單點、高頻多點混合接地低頻單點、高頻多點混合接地如如：抗高頻干擾的低頻傳輸屏抗高頻干擾的低頻傳輸屏 蔽電纜。蔽電纜。低頻單點、高頻多點混合接地低頻單點、高頻多點混合接地第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 如圖所示為一低電平視頻電路，在從音頻到高頻下，實現了如圖所示為一低電平視頻電路，在從音頻到高頻下，實現了低頻單點、高頻多點，避免了低頻地電流回路的形成。低頻單點、高頻多點，避免了低頻地電流回路的形成。注意注意: 避免電容與引線電感發生諧振。避免電容與引線電感發生諧振。音頻端音頻端高頻

21、端高頻端大地或車輛的接地面大地或車輛的接地面N1N2第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術高頻：高頻：電感的阻抗大電感的阻抗大單點接地單點接地低頻：低頻：電感的阻抗小電感的阻抗小多點接地多點接地N1N2N3高頻單點、低頻多點混合接地高頻單點、低頻多點混合接地低頻多點、高頻單點混合接地低頻多點、高頻單點混合接地第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 如圖所示，計算機及其外設一般需要導線接地，但是容易引起電氣如圖所示，計算機及其外設一般需要導線接地，但是容易引起電氣干擾。通過加線圈（干擾。通過加線圈（1mH：f = 50Hz，Z 0.4；f = 50k

22、1 MHz，Z 約約為為1k ）這種方式有助于抑制地線中的感應、瞬變和干擾進入邏輯總線。）這種方式有助于抑制地線中的感應、瞬變和干擾進入邏輯總線。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術4. 浮地浮地 設備地線系統在電氣上與設備地線系統在電氣上與大地相絕緣。大地相絕緣。N1信號地信號地安全地安全地N2N3 利用懸浮機殼內的屏蔽層降低地回路干擾利用懸浮機殼內的屏蔽層降低地回路干擾機殼機殼屏蔽層屏蔽層第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術可以避免安全接地回路中可以避免安全接地回路中的干擾電流影響信號接地的干擾電流影響信號接地回路。回路。可以減少由于地電流引

23、起可以減少由于地電流引起的共模干擾；的共模干擾；優點優點：缺點缺點：N1信號地信號地安全地安全地N2N3減少由于不當的接地而減少由于不當的接地而產生的干擾；產生的干擾；對傳導干擾也有較好的對傳導干擾也有較好的抑制作用。抑制作用。不能適應復雜的電磁環境，特不能適應復雜的電磁環境，特別是對于一個較大的電子系統，別是對于一個較大的電子系統，對地的分布電容較大，不能做對地的分布電容較大，不能做到真正的懸浮；到真正的懸浮；雷擊、靜電感應時，會擊穿絕雷擊、靜電感應時，會擊穿絕緣，甚至引起弧光放電。緣，甚至引起弧光放電。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 4.4 屏蔽體接地屏蔽體接

24、地 1. 單層屏蔽盒的接地單層屏蔽盒的接地 放大器輸出端電壓，形成反饋，此反饋放大器輸出端電壓，形成反饋，此反饋不除，放大器將產生自激震蕩。不除，放大器將產生自激震蕩。2C1S1C2SC3SUNU33 3Zin1 12 23 3 C C2S2S C C3S3SC C1S1SU3Zin 消除此干擾的方法消除此干擾的方法： 屏蔽盒與放大器的公共端短接。屏蔽盒與放大器的公共端短接。注意注意：這種連接方式在放大器公共端不接地也適用。這種連接方式在放大器公共端不接地也適用。111SinNABSinj C ZUUj C Z33123SABSSSCUUCCC11/()inSZC通常通常 ，則，則第第4 4章

25、章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術2. 雙層屏蔽盒的接地雙層屏蔽盒的接地 不正確的接地方式不正確的接地方式正確的接地方式正確的接地方式內屏蔽層內屏蔽層外屏蔽層外屏蔽層內屏蔽層內屏蔽層外屏蔽層外屏蔽層第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術3. 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地( 1 ) 放大器接地，信號源不放大器接地，信號源不 接地接地 f 1MHz時，電纜一般采時，電纜一般采 取取一端接地。一端接地。 四種可能的接地方式：四種可能的接地方式： A、B、C、D結論結論：方式方式D最好最好 方式方式A 干擾會直接流入一條芯干擾會直接流入一條芯線，產生干擾線，產生

26、干擾，不合適不合適。USUG1UG2ABCD12C1SC12C2S 方式方式B112112()SNGGSCUUUCCC1SUG2UG112UN屏屏蔽蔽體體BC2S等效電路等效電路C12第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 方式方式C0NU11112SNGSCUUCC 仍然不理想仍然不理想 方式方式D DUSUG1UG2ABCD12C1SC12C2SC1SUG2UG112UN屏屏蔽蔽體體CC2SC12C1SUG2UG112UN屏屏蔽蔽體體DC2SC12第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術USUG1UG2ABCD12C1SC12C2S( 2 ) 放大

27、器不接地，信號源接地放大器不接地，信號源接地結論結論：方式方式A最好最好小結：小結：當電路有一個接地信號源與一個不接地的放大器連接時，連接當電路有一個接地信號源與一個不接地的放大器連接時，連接電纜的屏蔽層接地應接至信號源的公共端；電纜的屏蔽層接地應接至信號源的公共端；當電路有一個不接地信號源與一個接地的放大器連接時，連接當電路有一個不接地信號源與一個接地的放大器連接時，連接電纜的屏蔽層接地應接至放大器的公共端。電纜的屏蔽層接地應接至放大器的公共端。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 同軸電纜同軸電纜 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 同軸電纜同軸電纜 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 同軸電

28、纜與同軸電纜與屏蔽雙絞線的接地方式屏蔽雙絞線的接地方式第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 采用保護層的電路通常為信號能量或功率相當低的電路，或是噪聲采用保護層的電路通常為信號能量或功率相當低的電路，或是噪聲干擾相當大的場合。干擾相當大的場合。保護屏蔽層維持在保護屏蔽層維持在A點的電位，以消除噪聲電流點的電位，以消除噪聲電流放大器保護層經由電纜接于放大器保護層經由電纜接于A點點兩道屏蔽措施的安排兩道屏蔽措施的安排由屏蔽絞線接至已接地的信號源的放大器器由屏蔽絞線接至已接地的信號源的放大器器 除了使用各種噪聲抑制技術外，再加上屏蔽層的保護措施，可使噪聲除了使用各種噪聲抑制技

29、術外，再加上屏蔽層的保護措施，可使噪聲干擾降至最小。干擾降至最小。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術例例 如圖所示的例子，如圖所示的例子，R1=R2=0，Rs=2.6k，C1G=C2G=100pF而而 VG為為60Hz、100mV的信號。的信號。加上保護層的例子加上保護層的例子加上保護層可減小輸入端與接地點間的分布電容加上保護層可減小輸入端與接地點間的分布電容 使用保護層，使導線到地端的電容降為使用保護層，使導線到地端的電容降為2pF，到放大器輸入端的噪聲，到放大器輸入端的噪聲電壓為電壓為0.2V，有，有34dB的改善。的改善。=10V 因因100pF在在60Hz時的

30、阻抗為時的阻抗為26M ，則無保護層時，放大器輸入端的電，則無保護層時，放大器輸入端的電壓可寫成：壓可寫成：第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術4.5 地回路干擾及其抑制地回路干擾及其抑制1. 地回路干擾地回路干擾由地回路中的共模干擾電壓在受害回路輸入端引起的干擾電壓。由地回路中的共模干擾電壓在受害回路輸入端引起的干擾電壓。 地回路干擾的來源地回路干擾的來源: :共地阻抗的共模干擾；共地阻抗的共模干擾；場對導線的共模干擾。場對導線的共模干擾。地回路干擾模型地回路干擾模型信號電流信號電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流IGISZG 地回路耦合系數地回路耦合系數: :(

31、dB)20log/NGCLCUU第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術計算地電流的等效電路計算地電流的等效電路UGIGZGZCZSZLGGGLCSUIZZZZ干擾源電壓干擾源電壓地阻抗地阻抗負載阻抗負載阻抗線路阻抗線路阻抗電源阻抗電源阻抗地電流的計算地電流的計算第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 RC1ARC2USBUGRS RG RL信號源與放大器都接地信號源與放大器都接地RLUNRGUGRC1RSRC2等效電路等效電路AB22CSCLRRRR通常通常22CABGGCRUURR則則2112()()LCLNABGLSCLSCGCR RRUUURR

32、RRRRRR故故兩點接地的噪聲干擾兩點接地的噪聲干擾第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 在信號源的接地端接入一阻抗在信號源的接地端接入一阻抗ZSG22CSCLRRRR當當222CCABGGGCSGSGRRUUURRZZ則則121()LNABLSCLCGLSCSGRUURRRR RURRRZ故故 RC1ARC2USBUGRS RG RL信號源端接入一阻抗信號源端接入一阻抗ZSGRLUNRGUGRC1RSRC2等效電路等效電路ABZSG2SGGCZRR且且SGZ 當當 時，時，0NU第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 例：例：設設RC1=RC2=

33、1、RS= 500、RL = 10k、RG = 0.01、 UG =10mV，試計算在放大器輸入端的干擾電壓值。，試計算在放大器輸入端的干擾電壓值。若若在信號源與地之間加一個很大的阻抗在信號源與地之間加一個很大的阻抗 ZSG=1M ，則，則4410110mV9.4mV10500110.014461010mV0.0095 V(105001)10解：解：212()()LCNGLSCGCR RUURRRRR21()LCNGLSCSGR RUURRRZ接地干擾接地干擾電壓幾乎電壓幾乎全部施加全部施加于放大器于放大器輸入端的輸入端的輸入端輸入端有效抑制了地干擾對放有效抑制了地干擾對放大器輸入端的影響。大

34、器輸入端的影響。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術2. 地回路干擾抑制技術地回路干擾抑制技術 在信號回路中使用隔離變壓器在信號回路中使用隔離變壓器 在信號回路中使用中和變壓器在信號回路中使用中和變壓器（共模扼流圈）共模扼流圈） 在信號線上使用磁環在信號線上使用磁環 在數據線路中使用光電耦合器或光纖在數據線路中使用光電耦合器或光纖 使用差分放大器使用差分放大器第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術原理原理：地回路被隔離變壓器阻隔地回路被隔離變壓器阻隔分析分析：由于繞組間存在由于繞組間存在分布電容分布電容， 仍會產生一定干擾仍會產生一定干擾11/()

35、1 1/()LNGGLLRUUURj Cj CR或或21/11/()NGLUUCR討論討論:1LCR/1NGUU 當當 時，時，對低頻干擾有較對低頻干擾有較好的抑制能力好的抑制能力提高抑制干擾能力的措施提高抑制干擾能力的措施: 減少繞組間的分布電容；減少繞組間的分布電容； 降低負載阻抗降低負載阻抗CUGRL干擾等效電路干擾等效電路電路電路1電路電路2UGC電路模型電路模型隔離變壓器對隔離變壓器對地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 當當 時，時，1LCR/1/ 2NGUU3dBGNUU適用范圍適用范圍: ，即，即01LCR01/(2)Lf

36、CR電路電路1電路電路2UGC結論結論：不能傳輸直流信號，對低頻信號影響較大。因此，對直流和低頻不能傳輸直流信號，對低頻信號影響較大。因此，對直流和低頻信號電路不宜采用。信號電路不宜采用。對低頻干擾有較好的抑制能力；對低頻干擾有較好的抑制能力；變壓器的初、次級之間有寄生電容，對高頻干擾的抑制效果不好；變壓器的初、次級之間有寄生電容，對高頻干擾的抑制效果不好；第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術結構結構：兩個繞向相同、匝數相同的繞組構成兩個繞向相同、匝數相同的繞組構成電路電路2電路電路 1扼流圈的一扼流圈的一種安裝方式種安裝方式電路模型電路模型信號電流信號電流電路電路1電

37、路電路2UG地電流地電流UGUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路共模扼流圈對共模扼流圈對地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術對于流過接地線的共模干擾電流，流經兩線電流方向相對于流過接地線的共模干擾電流，流經兩線電流方向相同同, , 所產生的磁場相長，故扼流圈對回路干擾電流呈現所產生的磁場相長，故扼流圈對回路干擾電流呈現高阻抗，起到抑制地回路的作用。高阻抗，起到抑制地回路的作用。對于正常信號，流過的電流相反，所產生的磁場相消，對于正常信號，流過的電流相反，所產生的磁場相消，對電流沒有影響，且不會切斷直流回路；對電流沒有影響，且不會

38、切斷直流回路；原理：原理：電路模型電路模型信號電流信號電流電路電路1電路電路2UG地電流地電流UGUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 對干擾信號的抑制對干擾信號的抑制設兩繞組上的電流分別為設兩繞組上的電流分別為I1、I2 ，則，則1 12122122GLGCUjL Ij MII RUjL Ij MII R2222212,()()CCCCCGLGLLLLR UR UIIj L RRR Rj L RRR R（令（令US0）UGML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路在一般情況下在一般情況下112,CLRRLLM2222221

39、()1/NcLcGcLcLccUR RRUj L RRR Rj LRj L R2/1/ 1 ( /)NGCUUff當當 時，時，5Cff/1/5NGUU得得故故2/(2)CCfRL 扼流圈的截止頻率扼流圈的截止頻率I2I1第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 對信號的影響對信號的影響設兩繞組上的電流分別為設兩繞組上的電流分別為IS、IG ，則，則122()()0()()SSLSGSGCSUIRjLIIj MIIRjLj MI222222()()()()CCCCCCSSLSSLLLRjL UIRRjLjLRRjL UUR RjL RRR（令（令UG0）結論結論：對高頻干擾

40、具有較好的抑制能力對高頻干擾具有較好的抑制能力得得221/CSGSCCRIIIRjLjff1/5GSIIUSML1L2RC1RC2RL等效電路等效電路IGISIS- - IG當當 時時5Cff22CCRfL第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術原理原理：同縱向扼流圈同縱向扼流圈1()0SSSIRjLj MI111/SSSSCjLIIIRjLjff結論結論：信號電流主要流經同軸線的屏蔽層信號電流主要流經同軸線的屏蔽層得得當當 時，時，5Cff1/1SII分析分析：由由ARSLSBA構成的構成的 回路中回路中/(2)CSSfRL同軸線的截同軸線的截 止頻率止頻率MLSI1RS

41、RL等效電路等效電路IGISAB同軸電纜同軸電纜對對地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制電路電路1電路電路2UGZGISI1IG第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 鐵氧體磁環是高導磁率和高電阻率的材料，對高頻干擾有很好的鐵氧體磁環是高導磁率和高電阻率的材料，對高頻干擾有很好的抑制損耗，而對低頻電路的損耗較小。抑制損耗，而對低頻電路的損耗較小。對共模干擾的抑制對共模干擾的抑制電路電路1電路電路2UGZG對異模干擾的抑制對異模干擾的抑制在信號線上使用鐵氧體磁環在信號線上使用鐵氧體磁環電路電路1UGZG電路電路2第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術用光電

42、耦合器斷開地回路用光電耦合器斷開地回路電路電路1電路電路2UGZG 光電耦合器對信號的傳輸光電耦合器對信號的傳輸 利用發光二極管的發光強度隨通過它的電流的變化特征，把電路利用發光二極管的發光強度隨通過它的電流的變化特征，把電路1的信號變換成強弱不同的光信號；光敏三極管再把強弱不同的光信號的信號變換成強弱不同的光信號；光敏三極管再把強弱不同的光信號轉換成信號電流，從而完成電路轉換成信號電流，從而完成電路1和電路和電路2之間的信號傳輸。之間的信號傳輸。使用光電耦合器抑制地回路干擾使用光電耦合器抑制地回路干擾第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術用光電耦合器斷開地回路用光電耦合

43、器斷開地回路電路電路1電路電路2UGZG 光電耦合器對干擾的抑制光電耦合器對干擾的抑制 光電耦合器利用光來傳輸信息，光電耦合器利用光來傳輸信息，從輸入端傳送到輸出端的光電耦合器從輸入端傳送到輸出端的光電耦合器件使得輸入和輸出在電氣上完全隔絕，件使得輸入和輸出在電氣上完全隔絕，因而能有效地抑制干擾。因而能有效地抑制干擾。光電耦合器適用于數字電路，不適用于模擬電路。光電耦合器適用于數字電路，不適用于模擬電路。 光電耦合器的輸入光電耦合器的輸入 輸出端之間的雜散電容（輸出端之間的雜散電容（0.3pF10pF）限制了）限制了光電耦合器在高頻端的使用。光電耦合器在高頻端的使用。使用光電耦合器抑制地回路干

44、擾使用光電耦合器抑制地回路干擾第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 光纖的優點是具有無感應性和高度隔離性，相當于在共模地回光纖的優點是具有無感應性和高度隔離性，相當于在共模地回路中引入一個高阻抗，能從比值上消除干擾，常用于作強電磁干擾路中引入一個高阻抗，能從比值上消除干擾，常用于作強電磁干擾環境中的信號傳輸線以及作微弱檢測信號傳輸線。環境中的信號傳輸線以及作微弱檢測信號傳輸線。光纖光纖對對地回路干擾的抑制地回路干擾的抑制用光纖消除地回路耦合用光纖消除地回路耦合電路電路2UGZG電路電路1第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術差分放大器的輸出電壓差分

45、放大器的輸出電壓 當兩個輸入端對地平衡時，當兩個輸入端對地平衡時，即為差分平衡器件。即為差分平衡器件。電路連接電路連接電路電路1電路電路2UGZGKU0= K（U1 U2） U0輸入端輸入端 U1 U212輸出端輸出端公共端公共端差分放大器示意圖差分放大器示意圖K使用差分放大器抑制地回路干擾使用差分放大器抑制地回路干擾第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術 對干擾的抑制對干擾的抑制，則則12,LGLGRRRR通常通常120121122()()LLNGLCSLCRRUK UUKURRRRR0SR 若若0NU ，且，且1212,LLCCRRRR ，則，則RGRC1RC2U1U

46、2BRL2RSRL1AUG U0RC1RGRL2RL1RSRC2 U1 U2US UGBA等效電路等效電路第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術例例：UG= 100mV，RG= 0.1，RS = 500, RC1= RC2= 1 ， RL1= RL2= 10k ，求，求UN=？若？若RL1=RL2=100k時時, UN=？1211224.76mV()0.5mVLLNGLCSLCRRUURRRRR解解：第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術1201122()LLNABLCSLCRRUKURRRRRABRR當當ABGUU，則，則RGRC1RC2U1U2B

47、RL2RSRL1AUG U0RC1RGRL2RL1RSRC2 U1 U2US UGBA改進電路改進電路RRABABGABRUURR2111()LLSABLCSRRRRRRR其中其中如此，大為減如此，大為減少干擾，同時少干擾，同時對信號而言，對信號而言，也沒有增加輸也沒有增加輸入阻抗入阻抗。第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術搭接搭接：兩個金屬物體之間的結構連接。兩個金屬物體之間的結構連接。4.6 搭接搭接目的目的：為電流提供一個電氣上連續的結構面和低阻抗通路。為電流提供一個電氣上連續的結構面和低阻抗通路。搭接的概念搭接的概念第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾

48、抑制的接地技術減小設備間的電位差；減小設備間的電位差；減小接地阻抗、降低接地公共阻抗干擾和地回路干擾；減小接地阻抗、降低接地公共阻抗干擾和地回路干擾；實現屏蔽、濾波和接地技術的設計目的；實現屏蔽、濾波和接地技術的設計目的；防止雷電放電的危害、保護設備等的安全；防止雷電放電的危害、保護設備等的安全；避免靜電放電。避免靜電放電。良好搭接的作用良好搭接的作用第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術搭接阻抗搭接阻抗LBRB搭接的高頻等效電路搭接的高頻等效電路CB不良搭接的影響不良搭接的影響干擾干擾源源敏感敏感設備設備LRBCLBC1BBLRj LRj C若若影響濾波效果影響濾波效果

49、不不良搭接的影響良搭接的影響第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術間接搭接間接搭接: :采用搭接條或者其他輔助導體將兩個金屬物體采用搭接條或者其他輔助導體將兩個金屬物體 連接起來。連接起來。直接搭接直接搭接：兩金屬表面直接接觸。兩金屬表面直接接觸。搭接的類型搭接的類型第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術永久性搭接永久性搭接：利用鉚接、熔焊、壓接等工藝方法使兩個金屬利用鉚接、熔焊、壓接等工藝方法使兩個金屬 物體保持固定連接。物體保持固定連接。半永久性搭接半永久性搭接：利用螺栓、螺釘、夾具等輔助器件使兩個金利用螺栓、螺釘、夾具等輔助器件使兩個金 屬物體

50、保持連接。屬物體保持連接。搭接電阻極小，搭接性能穩定，不能變化搭接電阻極小，搭接性能穩定，不能變化存在一定的搭接電阻，搭接性能不穩定，靈活，可分開存在一定的搭接電阻，搭接性能不穩定，靈活，可分開搭接的方法搭接的方法第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術搭接面的表面處理是為了保證真正良好的電接觸。搭接面的表面處理是為了保證真正良好的電接觸。在搭接前，要仔細清除搭接面上的油污、油漆、殘屑、灰塵以在搭接前，要仔細清除搭接面上的油污、油漆、殘屑、灰塵以及絕緣氧化薄膜，有時還應覆蓋一層導電層如鍍銀或鍍金等。及絕緣氧化薄膜，有時還應覆蓋一層導電層如鍍銀或鍍金等。在搭接之后，為了避免腐

51、蝕有時也需覆蓋一層保護層。在搭接之后，為了避免腐蝕有時也需覆蓋一層保護層。不同金屬長時間接觸時，會出現腐蝕與合金化，影響搭接的接不同金屬長時間接觸時，會出現腐蝕與合金化，影響搭接的接觸電阻及質量穩定性。因此對搭接材料應加以選擇，避免腐蝕觸電阻及質量穩定性。因此對搭接材料應加以選擇，避免腐蝕的發展和減小接觸電阻。的發展和減小接觸電阻。搭接面的表面處理搭接面的表面處理第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術常用金屬的電化學序常用金屬的電化學序金金 屬屬電動勢（電動勢（V）金金 屬屬電動勢（電動勢（V）鎂鎂-2.37鎳鎳-0.25鈹鈹-1.85錫錫-0.14鋁鋁-1.66鉛鉛-0

52、.13鋅鋅-0.76銅銅+0.34鉻鉻-0.74銀銀+0.80鐵鐵-0.44鉑鉑+1.20鎘鎘-0.40金金+1.50第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術電極電位越低，腐蝕的速度越快，電極電位增加，腐蝕的靈敏電極電位越低，腐蝕的速度越快，電極電位增加，腐蝕的靈敏度逐漸遞減。度逐漸遞減。兩種不同組的金屬接觸時，主要是靠序列上部的金屬即陽極金兩種不同組的金屬接觸時，主要是靠序列上部的金屬即陽極金屬發生腐蝕。屬發生腐蝕。搭接材料在選擇時：一是搭接在一起的金屬應盡量選用同一組搭接材料在選擇時：一是搭接在一起的金屬應盡量選用同一組金屬，或序列中盡量靠近的兩種金屬；二是要保證干燥和減小金屬，或序列中盡量靠近的兩種金屬；二是要保證干燥和減小接觸電阻。接觸電阻。設備主體金屬應為電化學序大的金屬，或者在兩種不同組的主設備主體金屬應為電化學序大的金屬，或者在兩種不同組的主體金屬之間插入可更換的墊片。體金屬之間插入可更換的墊片。對不同金屬進行搭接時，金屬間的電化學電位差不超過對不同金屬進行搭接時，金屬間的電化學電位差不超過0.6V。搭接材料的選擇搭接材料的選擇第第4 4章章 電磁干擾抑制的接地技術電磁干擾抑制的接地技術搭接的有效性存在以下幾種不同的情況：搭接的有效性存在