電子電路設(shè)計(jì)中接地技術(shù)的分析

杭州UT斯達(dá)康通訊有限公司 范文奇 趙安英

電子電路設(shè)計(jì)中接地技術(shù)的分析

杭州UT斯達(dá)康通訊有限公司 范文奇 趙安英

電子電路中的接地技術(shù)是電子電路設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵的技術(shù)之一，已經(jīng)成為電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的衡量指標(biāo)，所以在電子電路設(shè)計(jì)中必須要考慮到接地技術(shù)的問(wèn)題。文章結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，分析了在電子設(shè)備中常用的幾種接地技術(shù)，包括安全接地、防雷接地以及工作接地。然后以屏蔽電路的應(yīng)用為例，在實(shí)際的過(guò)程案例中，分析該接地的具體應(yīng)用。

電子電路；接地技術(shù)；接地方法

一、前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的接地技術(shù)日漸成熟。針對(duì)電子設(shè)備本身的性能、特性而言，科學(xué)先進(jìn)的接地技術(shù)才能確保電子設(shè)備的性能。結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)良好的接地設(shè)計(jì)不僅可以提高產(chǎn)品的可靠性與兼容性，還確保了施工人員的安全，同時(shí)還提高了電子系統(tǒng)工作的效率。在電子的設(shè)備設(shè)計(jì)中具體有哪些接地技術(shù)？下面結(jié)合常用的接地技術(shù)做詳細(xì)的闡述。

二、接地技術(shù)的重要性

隨著各種電子設(shè)備的智能化、集成化的發(fā)展，在電磁干擾的重要部分就是接地技術(shù)。電子設(shè)備的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該處理好接地技術(shù)，確保電子產(chǎn)品的可靠安全運(yùn)行。在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期為了防止電子設(shè)備遭受雷擊的侵?jǐn)_應(yīng)采取一定的保護(hù)措施，通過(guò)使用避雷設(shè)備可以將電流引入大地從而保護(hù)建筑物和人身安全。隨著通信領(lǐng)域電子產(chǎn)品設(shè)備的發(fā)展，傳統(tǒng)的防雷與設(shè)備的安全已經(jīng)不能滿(mǎn)足數(shù)字領(lǐng)域的發(fā)展。在電子設(shè)備的通信系統(tǒng)中大量的設(shè)備之間的信號(hào)互相聯(lián)系，電子設(shè)備信號(hào)之間的互相干擾等電磁兼容問(wèn)題也日趨嚴(yán)重，電子設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)電子線(xiàn)路時(shí)要考慮如何規(guī)范、科學(xué)的接地可以確保電子設(shè)備的安全可靠的運(yùn)行，因此更加科學(xué)的接地技術(shù)已經(jīng)成為電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)中必須考慮的重要一環(huán)。

三、電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)中接地技術(shù)分析

在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的接地方式主要有以下幾種方式：

（1）防雷保護(hù)地

防雷保護(hù)地即過(guò)壓保護(hù)地，過(guò)壓保護(hù)接地最常用的就是避雷針、避雷器，這種防護(hù)方式就是為防雷電而設(shè)置的接地保護(hù)裝置。在雷雨的天氣下通過(guò)避雷針或避雷器的方法對(duì)電子設(shè)備做好安全措施，以免電子設(shè)備受到損壞。避雷針的具體使用方法是通過(guò)鐵塔或者建筑物入地，避雷器的使用方法是通過(guò)專(zhuān)用的地線(xiàn)，為了避免雷電通過(guò)引入線(xiàn)致使其他設(shè)備損壞，所以在防雷引入線(xiàn)上不能連接其他設(shè)備的地線(xiàn)。針對(duì)通信系統(tǒng)中電纜施工或電纜中需要防雷保護(hù)地，

通過(guò)正確使用防雷保護(hù)接地，一是可以避免施工人員受到傷害，二是可以避免設(shè)備遭受雷擊導(dǎo)致報(bào)廢情況的出現(xiàn)。

（2） 安全接地技術(shù)

安全接地主要是將高壓設(shè)備與大地設(shè)備連接在一起，這種接地方式主要有兩個(gè)方面的好處：一方面在設(shè)備使用的過(guò)程中，避免因?yàn)橛布哪Σ翆?dǎo)致機(jī)殼帶電；另一方面確保設(shè)備及用戶(hù)的使用安全，避免高壓設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中釋放靜電。

（3）電源地

電源地是基于電源零電位使用的公共基準(zhǔn)線(xiàn)。技術(shù)人員要考慮到各個(gè)電源的可靠性、穩(wěn)定性并確保電源的正常工作，因此必須結(jié)合單元設(shè)備本身參數(shù)具有的差異性。電源可以在一定時(shí)間段之內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同單元設(shè)備的供電。通過(guò)負(fù)載電路、功率驅(qū)動(dòng)，采用功率地公共基準(zhǔn)地線(xiàn)，采用功率地時(shí)需要與其他弱點(diǎn)分開(kāi)并單獨(dú)設(shè)置，這樣做就可以避免系統(tǒng)受到干擾。

（4）信號(hào)接地

信號(hào)地即電子電路有一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)電位確保電路都有一個(gè)基準(zhǔn)的電位點(diǎn)，信號(hào)地優(yōu)點(diǎn)就是可以避免因?yàn)殡娢坏母?dòng)出現(xiàn)信號(hào)的誤差。信號(hào)地連接的規(guī)則是同一設(shè)備信號(hào)輸入端地域信號(hào)輸出端地分開(kāi)。信號(hào)地分為：數(shù)字地、模擬地、工作地。如果前級(jí)（設(shè)備）的輸出地只能與后級(jí)（設(shè)備）的輸入地相聯(lián)系，這樣可以避免引起信號(hào)的浮動(dòng)。

數(shù)字地即零電位的公共基準(zhǔn)線(xiàn)。數(shù)字電路在工作過(guò)程中一般會(huì)處于脈沖狀態(tài)，在脈沖前后頻率會(huì)較高此時(shí)電磁波就會(huì)受到強(qiáng)烈的干擾，如果此時(shí)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)線(xiàn)路時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)加劇電路互相干擾的程度。這種情況下，應(yīng)該認(rèn)真選擇數(shù)字地的接地場(chǎng)所，降低干擾提高工作效率。

模擬地即對(duì)電路的零電位進(jìn)行模擬相關(guān)單位及相關(guān)技術(shù)人員必須考慮到模擬電路在整個(gè)電路中的重要作用，因?yàn)槟M電路中的電路復(fù)雜多樣，因此模擬電路通過(guò)對(duì)電路的零電位進(jìn)行模擬，如果在電力線(xiàn)路的接地設(shè)計(jì)中不合理就會(huì)阻礙電子電路的正常運(yùn)行。

工作接地主要是保證電路的正常工作，基準(zhǔn)電位可以是點(diǎn)、段、塊等。零點(diǎn)位性能不穩(wěn)定很容易受到外界磁場(chǎng)的干擾，技術(shù)人員要考慮到這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)基準(zhǔn)電位與大地連接在一起時(shí)基準(zhǔn)電位就是大地的零電位，此時(shí)外界電磁出現(xiàn)變化時(shí)不會(huì)對(duì)電位造成一定的干擾。

（5）屏蔽接地方法

屏蔽接地要考慮到電磁兼容的因素并且將接地與屏蔽有效結(jié)合。平時(shí)所說(shuō)的屏蔽接地主要有兩種方式：分別是靜電屏蔽與交變電場(chǎng)屏蔽。屏蔽接地要將接地與屏蔽相結(jié)合并考慮到電磁兼容的因素。屏蔽接地主要有兩種方式：交變電場(chǎng)屏蔽與靜電屏蔽。其中交變電場(chǎng)屏蔽是指交變電場(chǎng)容易受到多級(jí)放大電路、RAM電路，此時(shí)技術(shù)人員可以將金屬屏蔽體安裝在敏感電路與干擾電路中間，這樣可以大大降低對(duì)交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾。靜電屏蔽是指電導(dǎo)體外面，安裝完整的金屬屏蔽體。

設(shè)備地包括小信號(hào)模擬電路、供電電路、數(shù)字電路等多種電路，設(shè)備地較為負(fù)責(zé)，因此在實(shí)施的過(guò)程中應(yīng)該遵循原則，技術(shù)人員可以采用機(jī)械性能好、強(qiáng)度高的外殼可以減少電路對(duì)原件的干擾。

系統(tǒng)地電路復(fù)雜、密集在系統(tǒng)中存在多個(gè)設(shè)備、機(jī)柜，因此要考慮到系統(tǒng)接地的問(wèn)題。在系統(tǒng)接地在設(shè)備啟動(dòng)、關(guān)閉的過(guò)程中會(huì)受到嚴(yán)重的電磁干擾，在線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)之間也會(huì)產(chǎn)生一系列的耦合性干擾。結(jié)合上述的問(wèn)題可以采用系統(tǒng)地的接地方式。在系統(tǒng)接地方式中實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)之間與大地之間的有效連接，從而可以提高電力設(shè)備的正常運(yùn)行效率，降低電力設(shè)備所受干擾。

在系統(tǒng)接地的具體施工過(guò)程中還需考慮到以下情況，在接地極打入地下表層之后，技術(shù)人員可以通過(guò)添加適量的鹽水增加地級(jí)的強(qiáng)導(dǎo)電性。在選擇工作接地線(xiàn)時(shí)不能選擇金屬導(dǎo)管，但可以選擇絕緣性能好的電纜。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的大力發(fā)展，我國(guó)的電子設(shè)備得到了迅速的發(fā)展，為了確保電子產(chǎn)品電路運(yùn)行的安全可靠性，在電子設(shè)備的接地技術(shù)中必須不斷的提高技術(shù)，通過(guò)電子電路可行性方案的制定避免接地設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題從而提高整個(gè)方案的可行性。在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要通過(guò)多種接地方法與技術(shù)降低設(shè)備的噪聲，通過(guò)全方位提高電路的接地問(wèn)題降低電磁的干擾，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定安全性。

[1]侯鶴翔.電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的接地技術(shù)[J].應(yīng)用天地,2007,7(27).

[2]盧麗敏.電子通信設(shè)備中的接地技術(shù)分析研究[J].無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技,2015(1):6.

[3]饒義瓊,羅明陽(yáng)車(chē)載電子系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)研究[J].微處理機(jī),2015(8):12.

范文奇（1980—），男，大學(xué)本科，工程師，現(xiàn)供職于杭州UT斯達(dá)康通訊有限公司。