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電子通信工程設(shè)備的抗干擾接地策略論文
在電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的如火如荼之時(shí),電子通信工程設(shè)備的接地質(zhì)量逐漸被眾人所關(guān)注,所重視,為進(jìn)一步確保電子設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,并為操作人員提供必要的安全保障,諸多抗干擾接地技術(shù)和方法相繼誕生,這無(wú)疑為電子通信系統(tǒng)的安全、持續(xù)、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)提供了重要保障。下面筆者就電子通信工程設(shè)備的抗干擾接地策略加以探討。
一、抗干擾接地的內(nèi)涵
對(duì)于電子通信工程設(shè)備而言,若其地線處于等電位狀態(tài),則表示內(nèi)部不存在電壓,自然也就無(wú)電流通過(guò),故設(shè)備相對(duì)安全。可在具體實(shí)踐中,地線是信號(hào)源回流的必經(jīng)之路,如此一來(lái),地線中的不同點(diǎn)便會(huì)因阻抗的存在而出現(xiàn)點(diǎn)位差異,若接地方式不當(dāng),地線就會(huì)出現(xiàn)電位差,進(jìn)而干擾電路的正常工作,因此對(duì)電子設(shè)備采取抗干擾接地措施,以確保地線為等電位十分必要。但電子通信工程系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,干擾因素較多,要想提高抗干擾接地質(zhì)量,就必須謹(jǐn)遵幾點(diǎn)原則,如信號(hào)測(cè)量裝置與信號(hào)源地面的連接必須規(guī)范合理,尤其是模擬信號(hào)的地線走向、面積和連接必須與實(shí)際要求相符,以此提高電子通信系統(tǒng)的抗干擾水平[1];負(fù)載地線以及繼電器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等噪聲地線必須與其他地線保持分開(kāi)狀態(tài),必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)電氣絕緣;為避免模擬信號(hào)受到數(shù)字信號(hào)的干擾,盡量對(duì)其地線加以分別設(shè)置,并將兩者的連接公共點(diǎn)控制為一個(gè);因不同地線具體要求不盡相同,最好使其一點(diǎn)接地,并與公共接地體進(jìn)合理連接等。
二、電子通信工程設(shè)備抗干擾接地策略
目前有較多的抗干擾接地方法和技術(shù)可供電子通信工程設(shè)備選擇,其中降低地線阻抗較為常用,可是這一接地策略的應(yīng)用容易帶來(lái)一定的負(fù)面影響,故還需要消除地環(huán)路的干擾�？梢�(jiàn)結(jié)合使用兩種策略效果更佳。
(一)以降低地線阻抗為主。因地線阻抗會(huì)造成地線各點(diǎn)產(chǎn)生電位差進(jìn)而影響電路可靠運(yùn)行,故基于多點(diǎn)接地以降低阻抗不失為提高電子通信工程設(shè)備抗干擾接地質(zhì)量的有效途徑。由于地線阻抗主要有電阻和電感有關(guān),因此還需加以分別探討。實(shí)踐表明,電感是高頻電路地線阻抗的主要影響因素,且其數(shù)值在很大程度上取決于地線的長(zhǎng)度,而電感值的計(jì)算有一定的公式可循,如針對(duì)片狀導(dǎo)線,是以計(jì)算的,而圓截面導(dǎo)線則是根據(jù)公式計(jì)算的,其中S代表導(dǎo)線長(zhǎng)度,W代表導(dǎo)線寬度,d代表導(dǎo)線直徑[2]。由此可知,保持導(dǎo)線截面積一定,與片狀導(dǎo)線,圓截面導(dǎo)線具有較大的電感值,因此盡量在高頻電路系統(tǒng)中采用多點(diǎn)接地策略以縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度,即盡量使系統(tǒng)所有的接地點(diǎn)均能經(jīng)地線連接最近的接地面,同時(shí)盡量選用銅片地線,以此進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)地線阻抗的降低,但要注意多根導(dǎo)線之間應(yīng)保持一定的距離。而在低頻電路地線阻抗中,電阻大小則起著關(guān)鍵作用。一般直流電地線電阻值是根據(jù)計(jì)算的,其中S代表導(dǎo)體長(zhǎng)度,代表導(dǎo)體自身的電阻率,A代表地線自身的橫截面積,可見(jiàn)保持地線長(zhǎng)度和材質(zhì)不變,適當(dāng)增大A可通過(guò)減小地線電阻實(shí)現(xiàn)地線阻抗的降低;但是對(duì)于交流電而言,其易在趨膚效應(yīng)的作用下致使導(dǎo)體表面電流集中,進(jìn)而縮小橫截面積,增大地線電阻,此時(shí)電阻是以計(jì)算的,其中代表導(dǎo)線電流頻率,代表導(dǎo)線半徑,所以可對(duì)兩個(gè)公式加以合并計(jì)算,由此得出,根據(jù)實(shí)際情況增大導(dǎo)線和地線的橫截面積可減小地線電阻進(jìn)而降低其阻抗。
(二)配以減少地環(huán)路干擾。雖然上述抗干擾接地策略可有效降低地線阻抗,且在電子通信工程設(shè)備中彰顯了良好效用,但因多點(diǎn)接地方式的存在衍生了諸多地環(huán)路,加之電路元件與接地平面之間分布著很多電容,致使電流流經(jīng)電容時(shí)形成接地回路(見(jiàn)圖1),此時(shí)地線便會(huì)出現(xiàn)電壓,而地環(huán)路的特點(diǎn)決定了其必然會(huì)受到電磁感應(yīng)的干擾[3]。如此一來(lái),當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到某一數(shù)值時(shí),便會(huì)增大感應(yīng)電壓進(jìn)而對(duì)局部電路和設(shè)備電磁的兼容性構(gòu)成威脅,所以將地回路的影響降到最低亟待解決。在消除地環(huán)路影響的過(guò)程中,我們可以借助光耦合器、共模扼流圈等裝置設(shè)計(jì)用于抑制或切斷其電流,針對(duì)低頻電路,還可以借助平衡電路這一原理減少地環(huán)路對(duì)電子設(shè)備的干擾。同時(shí)考慮到接地點(diǎn)數(shù)量和位置與地環(huán)路影響的關(guān)系較為密切,所以需要合理、準(zhǔn)確定位接地點(diǎn),其中連接放大器與信號(hào)源十分關(guān)鍵[4]。如圖2所示,A點(diǎn)代表信號(hào)源的接地點(diǎn),B點(diǎn)代表放大器的接地點(diǎn),并以UAB代表兩點(diǎn)的電壓值,同時(shí)以R2和R3分別代表連接信號(hào)源的電阻和負(fù)載導(dǎo)線的電阻;然后根據(jù)相應(yīng)的公式可以明確得知,將信號(hào)源與大地進(jìn)行有效隔離,可明顯弱化地環(huán)路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),從而避免了負(fù)載受到地線電位差異的干擾,進(jìn)而促使電流影響得到了有效抑制,而且實(shí)踐證明,這一接地策略效果良好,尤其是在低頻電路中發(fā)揮了顯著優(yōu)勢(shì)。
總之,抗干擾接地是電子通信工程設(shè)備正常運(yùn)行的基本保障,且其質(zhì)量和水平與設(shè)備自身性能、使用效果以及人員安全密切相關(guān),故確保接地安全可靠尤為關(guān)鍵。這就要求工作人員秉著高度負(fù)責(zé)的態(tài)度,予以優(yōu)化設(shè)計(jì),并基于切實(shí)有效的接地策略促進(jìn)電子設(shè)備安全、穩(wěn)定、高效工作
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