電子信息系統(tǒng)中的接地探討

陳相岑（齊魯理工學(xué)院　機(jī)電工程學(xué)院,濟(jì)南　250200）

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電子信息系統(tǒng)中的接地探討

陳相岑
（齊魯理工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,濟(jì)南250200）

摘 要：電子信息系統(tǒng)在我國(guó)多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在實(shí)際的工程應(yīng)用中受到多種因素的影響，特別是電磁干擾，嚴(yán)重影響電子信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了提高電子信息系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，必須做好電子信息系統(tǒng)接地，采用合適的接地形式，保障電子信息系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性。本文分析了電子信息系統(tǒng)干擾，闡述了電子信息系統(tǒng)常見的接地形式，以供參考。

關(guān)鍵詞：電子信息系統(tǒng)；接地；探討

1　電子信息系統(tǒng)干擾

電子信息系統(tǒng)主要包括控制電路、邏輯電路、信號(hào)電路等，各種電路通過直流電源進(jìn)行供電，由導(dǎo)線連接各電路進(jìn)行直流接地，通過地線形成接地回路。而電路導(dǎo)線具有一定阻抗，通過各個(gè)端地線的頻率和電流不同，不同接地點(diǎn)的電位也不同。電子信息系統(tǒng)中各種電路之間由于公共接地阻抗，很容易形成耦合干擾，這種環(huán)路電流和電子信息系統(tǒng)其它電路產(chǎn)生電磁干擾，因此應(yīng)合理設(shè)置直流接地點(diǎn)，消除公共地線阻抗電路電流之間產(chǎn)生的耦合干擾和消除其它電路和環(huán)路電流之間的磁耦合干擾，防止電子信息電路受到地電位差和磁場(chǎng)的影響。

2　電子信息系統(tǒng)常見的接地形式

2.1電纜線路屏蔽層接地

電子信息系統(tǒng)屏蔽層主要是金屬箔或者金屬編織網(wǎng)，對(duì)電纜線路屏蔽層進(jìn)行接地設(shè)置可有效抑制電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)干擾，屏蔽層接地后，電子信息系統(tǒng)干擾電流可流過屏蔽層直接入地，因此應(yīng)優(yōu)化設(shè)置電纜線路屏蔽層接地。

（1）單點(diǎn)接地。電子信息系統(tǒng)中的低頻電路電纜屏蔽層進(jìn)行單點(diǎn)接地，應(yīng)注意放大器和信號(hào)源之間的連接電源屏蔽體接地設(shè)計(jì)，選擇正確的接地點(diǎn)；（2）多點(diǎn)接地。對(duì)于電子信息系統(tǒng)的高頻電路，必須進(jìn)行多點(diǎn)接地，在高頻運(yùn)行條件下，受到電路電容影響，無法進(jìn)行單點(diǎn)接地，而電路電容對(duì)系統(tǒng)接地環(huán)路有著重要影響，通過多點(diǎn)接地設(shè)置可有效解決這個(gè)問題。常見的是對(duì)電子信息系統(tǒng)電路兩端進(jìn)行接地設(shè)置，若電纜線路長(zhǎng)于0.05，每間隔0.1設(shè)置一個(gè)接地點(diǎn)，有效防止電子信息系統(tǒng)電纜線路屏蔽層上的高電平噪聲電壓。同時(shí)，高頻電路會(huì)出現(xiàn)趨膚效應(yīng)，通過減小屏蔽體表面的噪聲電流，可有效降低導(dǎo)體內(nèi)部的信號(hào)干擾。

2.2電子設(shè)備直流接地

電子信息系統(tǒng)主要是通過微電流或者微電位來完成信息傳輸、處理和輸入，具有較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，為了確保電子信息系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)合理設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)位和供電電源，提供邏輯參考地。

（1）直流地接大地和直流地懸浮。直流地接大地主要是將接地網(wǎng)和電子信息系統(tǒng)的電路等電位地或者邏輯參考點(diǎn)連接起來，靜電荷可以直接流入大地，可有效避免靜電對(duì)于電子信息系統(tǒng)的影響，具有較高的可靠性，參考電位相對(duì)比較準(zhǔn)確。但是這種接地形式成本較高，若建筑物的電位不均衡會(huì)直接影響接地系統(tǒng)設(shè)置。直流地懸浮也被稱為浮地，可以將大地和電子電路系統(tǒng)絕緣，使大地和電子設(shè)備機(jī)殼連接起來，這種接地形式可有效隔離電子信息系統(tǒng)的電磁干擾和電子設(shè)備的共模干擾，電子機(jī)殼和大地鏈接可有效保障電子設(shè)備和人身安全。

（2）低頻電路單點(diǎn)接地。電子信息系統(tǒng)低頻電路單點(diǎn)接地將個(gè)電路單元和接地基準(zhǔn)點(diǎn)連接起來，通過接地線回路，減小電流干擾。由于接地連接線較長(zhǎng)，這種單點(diǎn)接地形式在高頻電路中無法發(fā)揮接地作用，因?yàn)楦哳l電路中含有大量的寄生電感，這使得電子信息系統(tǒng)接地線上形成較大阻抗，若電子信息系統(tǒng)的運(yùn)行頻率較高，當(dāng)工作波長(zhǎng)和接地引線長(zhǎng)度或者接地平面尺寸相比擬時(shí)，系統(tǒng)接地線無法發(fā)揮地線作用，并且由于天線效應(yīng)會(huì)向電子信息系統(tǒng)輻射干擾信號(hào)，在單點(diǎn)接地系統(tǒng)中包括干擾頻譜成分和信號(hào)頻譜成分，對(duì)于電子信息系統(tǒng)低頻電路，單點(diǎn)接地可以采用以下兩種布線方式：第一種，共用地線串聯(lián)

接地形式，這種接地形式省工省料，操作方式比較簡(jiǎn)單，由于電子信息系統(tǒng)電路導(dǎo)線存在阻抗，公共地線上的地電流流過各段導(dǎo)線，各個(gè)接地點(diǎn)的電位會(huì)產(chǎn)生相互影響，造成公共阻抗干擾；第二種，獨(dú)立地線并聯(lián)接地形式，對(duì)于電子信息系統(tǒng)低頻電路，這種接地形式的安全性和穩(wěn)定性較高，但是接地線比較長(zhǎng)也比較多，如圖1所示，數(shù)字電路地系統(tǒng)和模擬電路地系統(tǒng)都采用串聯(lián)式單點(diǎn)接地形式，而這兩個(gè)接地系統(tǒng)之間采用并聯(lián)式單點(diǎn)接地形式，可以有效抑制各個(gè)系統(tǒng)的電磁干擾。

（3）寬頻帶電路混合接地。如果電子信息系統(tǒng)低頻電路可采用單點(diǎn)接地形式，高頻電路采用多點(diǎn)接地形式，而電路頻帶又相對(duì)較寬，這時(shí)可以采用混合接地形式，但是應(yīng)避開接地線N4奇數(shù)倍、接地線長(zhǎng)度是1/4波長(zhǎng)的情況，這時(shí)磁場(chǎng)和電場(chǎng)之間會(huì)交換能量，而接地線無法傳輸能量，會(huì)產(chǎn)生駐波現(xiàn)象，因此電子信息系統(tǒng)寬頻帶電路采用混合接地形式時(shí)，應(yīng)優(yōu)化接地線路設(shè)計(jì)，最大程度地消除駐波現(xiàn)象。

2.3公用接地

一般情況下，建筑物都會(huì)設(shè)計(jì)屏蔽接地、防雷接地、保護(hù)接地、直流工作接地、交流工作接地等，在同一組接地裝置上連接各種接地設(shè)計(jì)，按照最小值確定接地電阻，這種接地形式為共用接地系統(tǒng)。電子信息系統(tǒng)設(shè)備機(jī)房中應(yīng)設(shè)計(jì)等電位聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)，用來均衡系統(tǒng)電位，減少或者消除電位差，聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)主要包括M型結(jié)構(gòu)和S型結(jié)構(gòu)，共用接地系統(tǒng)和等電位聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)之間的連接又可以分為多點(diǎn)連接和單點(diǎn)連接，M型結(jié)構(gòu)適合應(yīng)用在延伸較大的高頻信息系統(tǒng)中，如通訊基站、計(jì)算機(jī)房，通過多點(diǎn)組合將等電位連接網(wǎng)和共用接地系統(tǒng)連接起來。S型結(jié)構(gòu)適合應(yīng)用在電子信息設(shè)備較少的低頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，如擴(kuò)聲音響、BAS系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等，通過單點(diǎn)接地進(jìn)行等電位連接網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電子信息系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)。

3　結(jié)束語

電子信息系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中容易受到多渠道和多方面的干擾，結(jié)合實(shí)際情況，應(yīng)選擇合適的接地形式，綜合考慮多方面接地要求，抑制電子信息系統(tǒng)干擾，提高其安全性和可靠性。

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DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.125