任务三 接地和滤波技术.

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1 任务三 接地和滤波技术

2 信号接地 1．单点接地 单点接地是为许多接在一起的电路提供共同参考点的方法。并联单点接地最简单，它没有共阻抗耦合和低频地环路的问题。 2．多点接地 设备中的内部电路都以机壳为参考点，而所有机壳又以地为参考。

3 串联单点、并联单点混合接地

4 多点接地系统

5 3．混合接地 混合接地既包含了单点接地的特性，也包含了多点接地的特性。例如，系统内的电源需要单点接地，而射频部分则需要多点接地。

6 地线中的干扰和抑制 1．地线阻抗干扰和抑制 （1）增大导线（馈线和地线）截面积和截面周长，可减小电阻； （2）减小地线和馈线的阻抗；

7 2．地线环路干扰和抑制 电源馈线接入电路后，电路接地、电源馈线和地线构成一个环路，当交变磁场穿过这些环路网孔时，在环路中就产生感生电动势em。由于环路存在，交变磁场在环路中感生电动势em会经过电源线（或信号线）对各电路单元造成干扰。这种干扰称为地线环路干扰。 抑制地环路干扰方法是阻隔地环路，可用隔离变压器、纵向扼流圈和光耦合器等。

8 地线系统的设计步骤及设计要点 1．地线系统的设计步骤 1）分析设备内各类部件的骚扰特性和敏感特性。 2）搞清楚设备内各类电路的工作电平、信号种类和电源电压。 3）将地线分类、划组。 4）画出总体布局框图。 5）排出地线网。

9 2．安全接地设计要点 安全接地设计要点如下： 1）电气设备都应设计专门的保护导线接线端子（保护接地端子），并且采用接地符号标记，也可用黄、绿双色标记。不允许用螺丝在外壳底盘等代替保护接地端子。 2）保护接地端子与电气设备的机壳、底盘等应实现良好的搭接，设备的机壳、底盘等应保持电气上连续，保护接地电路的连续性应符合GB／T5226.1—2002的要求。

10 3）数控系统控制柜内应安装有接地排（可采用厚度3mm铜板），接地排接入大地，接地电阻应小于4Ω。
4）系统内各电气设备保护接地端子用尽量粗和短的黄、绿双色线连接到接地排上。 5）安全接地线不要构成环路。 6）设备金属外壳或机箱良好接大地，是抑制静电放电干扰的最主要措施。 7）设备外壳接大地，起到屏蔽作用，减少与其他设备的相互电磁干扰。

11 3．工作接地设计要点 1）地线不能布置成封闭的环状，一定要留有开口，因为封闭环在外界电磁场影响下会产生感应电动势，从而产生电流，电流在地线阻抗上有电压降，容易导致共阻抗干扰。 2）采用光电耦合隔离变压器、继电器和共模扼流圈等隔离措施，切断设备或电路间的地环路，抑制地环路引起的共阻抗耦合干扰。

12 3）设备内的各种电路如模拟电路、数字电路、功率电路和噪声电路等，都应设置各自独立的地线，分地最后汇总到一个总的接地点。
4）低频电路（f＜1MHz）一般采用树杈型放射式的单点接地方式，地线的长度不应该超过地线中高频电流波长的1／20，即较长的地线应尽量减小其阻抗，特别是减小电感。例如增加地线的宽度，采用矩形截面导体代替圆导体作地线等。 5）高频电路（f＞1cm MHz）一般采用平面式多点接地方式或采用混合接地方式，如工控机电路底板的工作地线与机箱采用多点接地方式。

13 6）工作地线浮置方式（工作地线与金属机箱绝缘）仅适用小规模设备（这时，电路对机壳的分布电容较小）和工作速度较低的电路（频率较低），而对于规模较大、电路较复杂和工作速度较高的控制设备不应采用浮地方式。
7）在机柜内同时装有多个电气设备（或电路单元）的情况下，工作地线、保护地线和屏蔽地线一般都接至机柜的中心接地点（接地排），然后接大地。这种接法可使柜体、设备机箱屏蔽和工作地都保持在同一电位上。

14 电磁干扰滤波器

15 1．EMI滤波器的工作原理 EMI滤波器的工作原理与普通滤波器一样，它能允许有用信号的频率分量通过，同时又阻止其他干扰频率分量通过。其工作方式有两种：一种是把无用信号能量在滤波器里消耗掉。这种滤波器中含有损耗性器件，如电阻或铁氧体等；另一种是不让无用信号通过，并把它们反射回信号源，并且必须在系统其他地方消耗掉。

16 2．EMI滤波器的特点 3．干扰滤波器的安装 4． 滤波器的分类 滤波器的种类很多，从不同的角度，有不同的分类。 1）根据滤波原理可分为反射式滤波器和吸收式滤波器。 2）根据工作条件可分为有源滤波器和无源滤波器。 3）根据频率特性可分为低通、高通、带通、带阻滤波器。 4）根据使用场合可分为电源滤波器、信号滤波器、控制线滤波器、防电磁脉冲滤波器、防电磁信息泄漏专用滤波器、印刷电路板专用微型滤波器等。 5）根据用途可分为信号选择滤波器和电磁干扰滤波器两大类。