第二章_地线设计底线干扰与接地技术.ppt

杨继深 2005年5月 电话010第二章 地线干扰与接地技术 为什么要地线 地线是怎样导致电磁干扰问题的 地环路问题与解决方法 公共阻抗耦合问题与解决方法 各种接地方法 第二章 地线干扰与接地技术 为什么要地线 地线是怎样导致电磁干扰问题的 地环路问题与解决方法 公共阻抗耦合问题与解决方法 各种接地方法 线路板上的地线设计 各种各样的地线 地线的目的 安全地 防雷地 防静电地 信号地 屏蔽地 滤波地 第二章 地线干扰与接地技术 为什么要地线 地线是怎样导致电磁干扰问题的 地环路问题与解决方法 公共阻抗耦合问题与解决方法 各种接地方法 线路板上的地线设计 地线引发干扰问题的原因 地线电位示意图 理解地线阻抗 导线的阻抗 导线的阻抗 捷径 电流回路的阻抗 第二章 地线干扰与接地技术 为什么要地线 地线是怎样导致电磁干扰问题的 地环路问题与解决方法 公共阻抗耦合问题与解决方法 各种接地方法 线路板上的地线设计 地线问题－地环路 导致地环路电流的原因一 导致地环路电流的原因二 导致地环路电流的原因三 地环路的对策 减小共模电压的措施一 减小共模电压的措施二 减小共模电压的措施三 隔离变压器的原理 隔离变压器屏蔽方法 光隔离器 共模扼流圈的作用 共模扼流圈的阻抗特性 平衡电路对地环路干扰的抑制 地线问题－公共阻抗耦合 接地方式种类 单点接地 串联单点、并联单点混合接地 线路板上的地线 长地线的阻抗 多点接地 混合接地 放大器屏蔽壳的接地 ZL = ?L 共模扼流圈的效果 = 20lg(1 + ZL/Z0) dB ZL f 2? / LC VG RS1 VS1 RS2 RL2 RL1 VS2 IN1 IN2 IS VL 电路1 电路2 地电流1 地电流2 公共地阻抗 V ~ ~ ~ 改进1 改进2 信号接地方式 并联单点接地 串联单点接地 混合接地 多点接地 单点接地 1 2 3 1 2 3 串联单点接地 优点：简单 缺点：公共阻抗耦合 并联单点接地 优点：无公共阻抗耦合 缺点：接地线过多 I1 I2 I3 I1 I2 I3 A B C A B C R1 R2 R3 模拟电路1 模拟电路2 模拟电路3 数字逻辑控制电路 数字信息处理电路 继电器驱动电路 马达驱动电路 噪声 模拟 数字 设备 Z0 = (L/C)1/2 R R L L C C FP1 = 1/2?(LC)1/2 ZP = (?L)2/R RAC RDC 串联谐振 并联谐振 R1 R2 R3 L1 L2 L3 电路1 电路2 电路3 地线阻抗一定保持很小， 避免公共阻抗耦合 镀银（减小表面电阻） 良好搭接（减小地线阻抗） 宽金属板（减小电感） ~ Vs 地电流 Rs ~ Vs 安全接地 Rs 安全接地 地环路电流 C1S C3S C2S C1S C3S C2S 等效电路 * * 安全地、交流地、直流地、机壳地、 屏蔽地、信号地、数字地、模拟地、 防雷地 ? ? ? ? ? ? ? 从电压的概念：提供一个等电位体 从电流的概念：提供一个电流通路 连接任何一根地线时，想清楚目的性！ 220V 0V In the 1930s, explosions in grain silos were reported at a rate of approximately one per week in the midwestern United States 电路工程师：地线是电位参考点 EMC工程师：地线是信号电流流回信号源的低阻抗路径 ~ ~ 为杂散的电流提供一条返回源的通路，限制能量的扩散 ~ 依据干扰源的不同，这个地也不同 V = I R 地线电压 地线是等电位的假设不成立 电流走最小阻抗路径 我们并不知道地电流的确切路径 地电流失去控制 ? 2mV ?200mV 2mV ~ 10mV 10mV ~ 20mV 20mV ~ 100mV 100mV ~ 200mV 地 线 阻 抗 导线阻抗 回路阻抗 决定了地线电位差 决定了实际地线电流 Z = RAC + j?L L ? 1?H/m ? ? = 1 / (? f ?r ?r)1/2 RAC= 0.076r f1/2 RDC r 电流 深度 0.37I I 趋肤效应 高频时，导线的直径作用减小 为什么？ ~ L R I Z = R + j?L L = ? / I ? ? A ~ I V ESD 雷电 地线设计不当 ? ? ? ? ? ? ? ? ? V = d? /dt 外部磁场 V V 滤波电容、TVS器件 ESD V = I?Z 减小地环路电流 减小地环路中的共模电压 增加地环路的阻抗 I V 单点接地