關于放大電路接地問題的探討

蔡祝青

接地是電子設備的一個重要問題,按接地的作用可分為工作接地、保護接地、過壓接地、防靜電接地、屏蔽接地、信號接地等多種。接地的目的主要有三個:第一,接地使整個電路系統中地所有單元電路都有一個公共的參考零電位,保證電路能穩定地工作;第二,防止外界電磁場的干擾;第三,保證安全工作。在放大電路里的接地就是指接到電路的公共參考點,同時它又是抑止噪聲和干擾的重要手段。接地點選擇在整個電路的哪個部位尤其重要,選擇得不合理不僅不能抑止噪聲和干擾,反而會引入交流噪聲和自激振蕩等問題,影響電路的正常工作。

一、放大電路中的接地方式

1.串連一點接地

如圖1所示,電路中的接地方式為串聯一點接地。圖1中各放大單元電路按先后次序把要接地的點匯集在一條“公共地線”上,然后在一點接地(或者電子設備的外殼)。由于任何接地都會有電阻存在,當放大電路的地電流流過時會產生電壓降,很容易引起干擾,故接地線的電阻要盡可能的小。一般情況下,接地端選在輸出端,且地線要粗,這有助于抑止自激振蕩的產生,減小交流哼聲。

2.并聯一點接地

如圖2所示,電路中的接地方式為并聯一點接地。在本電路中,各級單元電路獨自用一條引線接于公共接地點,因此各單元電路的地電流只流過本級電路的地線,從而避免了各級電路地電流流經公共地線所產生地電流耦合,減少了相互間的干擾。現代高保真擴音機中的放大電路大多數都采用并聯一點接地,但這種接地方式存在的最大缺點就是接地線過多,且地線引線相對較長,因此產生的分布電感較大,會對高頻信號的瞬態響應有影響,對音質有一定的影響。

二、接地點的選擇

1.電源濾波電容接地選擇

如圖3電路所示,整流電路輸出濾波電容C接到了整個放大電路的輸入端地線A點處,這樣電容的沖放電電流就會流過放大電路的地線,在其地線電阻上產生電壓降,與輸入信號電壓疊加,再經放大電路放大,就會產生強烈的交流哼聲。如果將電容C接地點改接到圖中B點,減小電源中的交流紋波竄入放大電路輸入端,效果就會得到極大的改善。

2.屏蔽線接地選擇

為了減少噪聲通過信號線竄入放大電路的輸入端,輸入引線常采用帶金屬屏蔽層的信號線。金屬屏蔽層如何接地是有講究的。利用信號線的金屬屏蔽層作為地線,很容易使金屬屏蔽層成為地電流的通路,讓中間芯線感應到噪聲,影響整個放大電路的信噪比。正確的接法是將金屬屏蔽層一端接地,且要后端接地,信號地另用一根地線。

3.放大電路信號地線接地點的選擇

如圖4所示,放大電路的輸入、輸出信號地線都接在輸入端的接地點上,放大電路的輸出信號電流會在地線電阻R上產生電壓降,該信號與輸入信號疊加時易引起自激振蕩,破壞電路的正常工作。如果按照圖5所示的接法,輸入端采用屏蔽層單端接地減小芯線感應噪聲,輸出端另行接地,這樣就可避免因輸出信號返回輸入端而引起自激。

放大電路的接地方式和接地點的合理與否,以及接地工藝的選擇對于提高電路的信噪比和工作的穩定性是非常關鍵的。在設計電路原理圖時,應充分考慮接地方式和接地點的選擇。在實際中還需在具體的工作環境中通過多次的實驗、調試,找出最佳的接地方式、最佳的接地點,采用更先進的工藝。

(作者單位:江蘇省常州技師學院)