《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電子設(shè)計(jì)開發(fā)要學(xué)會(huì)“接地”氣

2016-07-27

       接地是電路設(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)的內(nèi)容,,接地的目的決定了接地方式,。同樣的電路,,不同的目的,,可能都要采取不同的接地方式,。

       接地方式←接地目的←接地的功能,,所以采取哪種接地方式,要看地是哪類地,,這類地的作用目的是什么,,這兩個(gè)問題解決了,接地方式則可水到渠成,。

       這個(gè)觀點(diǎn)一定記住,。比如同樣的電路,用在便攜設(shè)備上,,靜電累積泄放不掉,,接地的目的是地電位均衡;用在不可移動(dòng)的設(shè)備上,,一般會(huì)有安全接地措施,,對靜電泄放的接地目的是導(dǎo)通阻抗足夠低,尤其是對于尖峰脈沖的高頻導(dǎo)通阻抗,。

       從性能分,,接地分成四類:安全接地、工作接地(數(shù)字地,、模擬地,、功率器件地)、防浪涌接地(雷擊浪涌、上電浪涌),、防靜電接地

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       在這里,,我要集中討論下模擬電路和數(shù)字電路的接地要點(diǎn)。

       首先最重要的一條原則就是數(shù)字地和模擬地應(yīng)分開,,在高要求電路中,,數(shù)字地與模擬地必需分開。即使是對于 A/D,、D/A轉(zhuǎn)換器同一芯片上兩種“地”最好也要分開,,僅在系統(tǒng)一點(diǎn)上把兩種“地”連接起來。

  如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連,,會(huì)導(dǎo)致互相干擾,。不短接又不妥,理由如上有四種方法解決此問題∶

  1,、用磁珠連接:磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器,,只對某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用,使用時(shí)需要預(yù)先 估計(jì)噪點(diǎn)頻率,,以便選用適當(dāng)型號(hào),。對于頻率不確定或無法預(yù)知的情況,磁珠不合,。

  2,、用電容連接:電容隔直通交,造成浮地,。

  3,、用電感連接: 電感體積大,雜散參數(shù)多,,不穩(wěn)定,。

  4、用0歐姆電阻連接:0歐電阻相當(dāng)于很窄的電流通路,,能夠有效地限制環(huán)路電流,,使噪聲得到抑制。電阻在所有 頻帶上都有衰減作用(0歐電阻也有阻抗),,這點(diǎn)比磁珠強(qiáng),。

     另,連接模擬地和數(shù)字地,,用0歐姆電阻屬于單點(diǎn)連接,,適合低頻弱流。用電容不好,,隔絕直流,,容易造成浮地,,產(chǎn)生靜電高壓。

       其次就要處理好機(jī)殼地與數(shù)字地,,模擬地的關(guān)系,。

  一般機(jī)殼地接交流供電電源的地線(不是零線),目的是為了防止操作人員觸電(機(jī)殼與大 地,、人體等電位),。機(jī)殼地一般可和設(shè)備的電源地連接在一起,但是: 數(shù)字電路,、模擬電路的工作地原則上嚴(yán)禁與設(shè)備的電源地直接連接!原因?yàn)樵O(shè)備本身發(fā)生漏

  電或遭遇強(qiáng)電磁場干擾時(shí),,數(shù)字電路、模擬電路會(huì)受此噪聲干擾導(dǎo)致錯(cuò)誤動(dòng)作,,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致機(jī)器毀壞,。原因主要因?yàn)閿?shù)字電路、模擬電路的工作電平一般為 3.3-15.5V(15.5V一般用于 232接口通訊 的最高電平);而通常電源回路的電平一般在市電范圍(AC220V±10%),,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于數(shù)字電路,、 模擬電路的工作電平。尤其市電本身可遭遇雷擊,、錯(cuò)相,、高壓擊穿等故障更可導(dǎo)致其瞬時(shí)電 平遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其正常電平(最高可達(dá)22倍)。因此為確保安全一般數(shù)字電路,、模擬電路的工作 地均會(huì)與設(shè)備的電源地,、機(jī)殼等隔離或者采用不同的接地系統(tǒng),。

  順便說一點(diǎn):目前的電磁攻擊就是通過在設(shè)備所處的空間發(fā)散高頻,、高幅的電磁場而引 起設(shè)備的數(shù)字電路、模擬電路等核心工作電路部分的元器件發(fā)生損壞而達(dá)到目的!

  把幾個(gè)地接在一起就是你說的系統(tǒng)地,。一般是把地分成初級(jí)與次級(jí)兩個(gè)地,,地之間可以通過 電阻、電容相連,,初級(jí)電路的高,、低壓之間和初、次級(jí)電路間嚴(yán)格保證安規(guī)間距要求,。

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