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浮地与接地
基本概念设备接地信号接地信号地的分类信号地的连接方式
浮地
基本概念
地的定义：电路或系统基准的等电位点或平面。 电子设备的“地”通常有两种含义：一种是“大地”（安全地），另一种是“系统基准地”（信号地）。 “接地”有设备内部的信号接地和设备接大地，两者概念不同，目的也不同。 设备接地在工程实践中，除认真考虑设备内部信号接地外，通常还将设备的信号地，机壳与大地连接一起，以大地作为设备的接地参考点。其目的是： 保护：保护接地就是将设备正常运行时不带电的金属外壳（或构架）和接地装置之间作良好的电气连接。为了保护人员安全而设置的一种接线方式。保护“地”线一端接用电器外壳，另一端与大地作可靠连接。防静：泄放机箱上所积累的电荷，避免电荷积累使机箱点位升高，造成电路设备工作的不稳定。屏蔽：避免设备在外界电磁环境下使设备对大地的电位发生变化，造成设备工作的不稳定。其它：防雷接地，音频专用地等。 信号接地信号地又称参考地，就是零电位的参考点，也是构成电路信号回路的公共端，可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参考点，它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。 信号地的分类 直流地：直流电路地，零电位参考点。交流地：交流电的零线，应与地线区分开。功率地：功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地线。由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高，所以功率地线上的干扰较大，因此功率地必须与其他弱电地分别设置、分别布线，以保证整个系统稳定可靠地工作。模拟地（AG）：是系统中模拟电路零电位的公共基准地线。由于模拟电路既承担小信号的处理，又承担大信号的功率处理；既有低频的处理，又有高频处理；模拟量从能量、频率、时间等都很大的差别，因此模拟电路既易接受干扰，又可能产生干扰。所以对模拟地的接地点选择和接地线的敷设更要充分考虑。减小地线的导线电阻，将电路中的模拟和数字部分开，在PCB布线的时候，模拟地和数字地应尽量分开，最后通过电感滤波和隔离，汇接到一起。数字地（DG）：是系统中数字电路零电位的公共基准地线。由于数字电路工作在脉冲状态，特别是脉冲的前后沿较陡或频率较高时，会在电源系统中产生比较大的毛刺，易对模拟电路产生干扰。所以对数字地的接地点选择和接地线的敷设也要充分考虑。热地 ：开关电源不用工频变压器，其开关电路的地和市电电网有关，即所谓的“热地”，它是带电的。冷地：使用高频变压器将输入输出端隔离；又由于其反馈电路常用光电耦合器，即能传送反馈信号，又将双方的地隔离，所有输出端的地称之为冷地，不带电。 信号地的连接方式 单点接地是指整个电路系统中只有一个物理点被定义为接地参考点，其他各个需要接地的点都直接接到这一点上。在低频电路中，布线和元件之间不会产生太大影响。通常频率小于1MHz的电路，采用一点接地。多点接地是指电子设备中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上（即设备的金属底板）。在高频电路中，寄生电容和电感的影响较大。通常频率大于10MHz的电路，常采用多点接地。混合接地使接地系统在低频和高频时呈现不同的特性，这在宽带敏感电路中是必要的。电容对低频和直流有较高的阻抗，因此能够避免两模块之间的地环路形成。当将直流地和射频地分开时，将每个子系统的直流地通过10～100nF的电容器接到射频地上，这两种地应在一点有低阻抗连接起来，连接点应选在最高翻转速度(di/dt)信号存在的点。 浮地浮地即该电路的地与大地无导体连接.其优点是该电路不受大地电性能的影响，其缺点是该电路易受寄生电容的影响，而使该电路的地电位变动和增加了对模拟电路的感应干扰。 系统浮地, 是将系统电路的各部分的地线浮置起来,不与大地相连。 这种接法,有一定抗干扰能力.但系统与地的绝缘电阻不能小于50MΩ,一旦绝缘性能下降,就会带来干扰。通常采用系统浮地,机壳接地,可使抗干扰能力增强,安全可靠。 浮地注意事项： 1)尽量提高浮地系统的对地绝缘电阻，从而有利于降低进入浮地系统之中的共模干扰电流。 2)注意浮地系统对地存在的寄生电容，高频干扰信号通过寄生电容仍然可能耦合到浮地系统之中。 3)浮地技术必须与屏蔽、隔离等电磁兼容性技术相互结合应用，才能收到更好的预期效果。 4)采用浮地技术时，应当注意静电和电压反击对设备和人身的危害。 一个折衷方案是在浮地与公共地之间跨接一个阻值很大的泄放电阻，用以释放所积累的电荷。注意控制释放电阻的阻抗，太低的电阻会影响设备泄漏电流的合格性。 |
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