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关于接地技术的9个基础知识讨论

时间:2021-09-13 10:31作者:ror体育

本文摘要:对于电子工程师来说短路是电路设计中尤为基础的内容。本文中,工程师对短路技术的一些基础了解及辩论,使用QA的方式阐释出来。 Q1:为什么要短路? Answer:短路技术的引进最初是为了避免电力或电子等设备遭雷击而采行的保护性措施,目的是把雷电产生的失火电流通过避雷针引进到大地,从而起着维护建筑物的起到。

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对于电子工程师来说短路是电路设计中尤为基础的内容。本文中,工程师对短路技术的一些基础了解及辩论,使用QA的方式阐释出来。  Q1:为什么要短路?  Answer:短路技术的引进最初是为了避免电力或电子等设备遭雷击而采行的保护性措施,目的是把雷电产生的失火电流通过避雷针引进到大地,从而起着维护建筑物的起到。同时,短路也是维护人身安全的一种有效地手段,当短时间引发的相线(如电线绝缘不当,线路老化等)和设备外壳触碰时,设备的外壳就不会有危险性电压产生,由此分解的故障电流就不会流经PE线到大地,从而起着维护起到。

随着电子通信和其它数字领域的发展,在接地系统中只考虑到防雷和安全性已相比之下无法满足要求了。比如在通信系统中,大量设备之间信号的点对点拒绝各设备都要有一个基准地作为信号的参照地。而且随着电子设备的变得复杂,信号频率更加低,因此,在短路设计中,信号之间的互扰等电磁兼容问题必需给与尤其注目,否则,短路失当就不会严重影响系统运营的可靠性和稳定性。

最近,高速信号的信号转往技术中也引进了地的概念。  Q2:短路的定义  Answer:在现代短路概念中、对于线路工程师来说,该术语的含义一般来说是线路电压的参考点;对于系统设计师来说,它经常是机柜或机架;对电气工程师来说,它是绿色安全性地线或收到大地的意思。一个较为标准化的定义是短路是电流回到其源的较低电阻地下通道。

留意拒绝是较低电阻和通路。  Q3:少见的短路符号  Answer:PE,PGND,FG-保护地或机壳;BGND或DC-RETURN-直流-48V(+24V)电源(电池)转往;GND-工作地;DGND-数字地;AGND-仿真地;LGND-防雷保护地  Q4:适合的短路方式  Answer:短路有多种方式,有单点短路,多点短路以及混合类型的短路。而单点短路又分成串联单点短路和并联单点短路。一般来说,单点短路用作非常简单电路,有所不同功能模块之间短路区分,以及低频(f1MHz)电子线路。

当设计高频(f10MHz)电路时就要使用多点短路了或者多层板(原始的地平面层)。  Q5:信号转往和横跨拆分的讲解  Answer:对于一个电子信号来说,它必须找寻一条低于电阻的电流转往到地的途径,所以如何处置这个信号转往就显得十分的关键。

  第一,根据公式可以告诉,辐射强度是和电路面积成正比的,就是说转往必须回头的路径就越宽,构成的环越大,它对外电磁辐射的阻碍也越大,所以,PCB布板的时候要尽量增大电源电路和信号电路面积。  第二,对于一个高速信号来说,获取有好的信号转往可以确保它的信号质量,这是因为PCB上传输线的特性阻抗一般是以地层(或电源层)为参照来计算出来的,如果高速线附近有倒数的地平面,这样这条线的电阻就能维持倒数,如果有段线附近没了地参照,这样电阻就不会发生变化,不倒数的电阻从而不会影响到信号的完整性。所以,布线的时候要把高速线分配到附近地平面的层,或者高速线旁边并行驶一两条地线,起着屏蔽和以备获取转往的功能。

  第三,为什么说道布线的时候尽可能不要横跨电源拆分,这也是因为信号横跨了有所不同电源层后,它的转往途径就不会很长了,更容易受到阻碍。当然,不是严格要求无法横跨电源拆分,对于短距离的信号是可以的,因为产生的阻碍比起信号可以未予关心。

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对于高速信号就要严肃检查,尽可能不要横跨,可以通过调整电源部分的走线。(这是针对多层板多个电源供应情况说道的)  Q6:为什么要将仿真地和数字地分离,如何分离?  Answer:模拟信号和数字信号都要转往到地,因为数字信号变化速度快,从而在数字地上引发的噪声就不会相当大,而模拟信号是必须一个整洁的地参照工作的。如果仿真地和数字地混合在一起,噪声就不会影响到模拟信号。

  一般来说,仿真地和数字地要分离处置,然后通过粗的走线连在一起,或者单点相接在一起。总的思想是尽可能隔绝数字地上的噪声陷到仿真地上。当然这也不是十分严苛的拒绝仿真地和数字地必需分离,如果仿真部分附近的数字地还是很整洁的话可以合在一起。

  Q7:单板上的信号如何短路?  Answer:对于一般器件来说,以备短路是最差的,使用了享有原始地平面的多层板设计后,对于一般信号的短路就非常容易了,基本原则是确保走线的连续性,增加过孔数量;附近地平面或者电源平面,等等。  Q8:单板的模块器件如何短路?  Answer:有些单板不会有对外的输入输出模块,比如串口连接器,网口RJ45连接器等等,如果对它们的短路设计得很差也不会影响到长时间工作,例如网口点对点有误码,丢包等,并且不会沦为对外的电磁干扰源,把板内的噪声向外发送到。一般来说不会分开拆分出有一块独立国家的模块地,与信号地的相连使用粗的走线相连,可以串上0欧姆或者小阻值的电阻。粗的走线可以用来隔绝信号地上噪音过到模块地上来。

某种程度的,对接口地和模块电源的滤波也要严肃考虑到。  Q9:带上屏蔽层的电缆线的屏蔽层如何短路?  Answer:屏蔽电缆的屏蔽层都要收到单板的模块地上而不是信号地上,这是因为信号地上有各种的噪声,如果屏蔽层收到了信号地上,噪声电压不会驱动共模电流沿屏蔽层向外阻碍,所以设计很差的电缆线一般都是电磁干扰的仅次于噪声输入源。

当然前提是模块地也要十分的整洁。


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