電子裝置接地技術分析論文

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摘要::接地是電子裝置重要組成部分,文章從接地的目的、分類和防腐蝕進行了介紹,最後給出了實際接地的方法及選用材料。

電子裝置接地技術分析論文

關鍵詞::電子裝置;電磁相容;接地;腐蝕

目前,隨著電子器件的發展,導致了敏感電平閾值越來越低,這意味著電子器件更容易受到噪聲的損害,導致電子裝置不能夠正常工作。解決此問題的途徑有切斷耦合途徑,即遮蔽。但是在遮蔽的過程中,如果電子裝置沒有接地,那麼遮蔽的效果會嚴重下降,所以接地對電子裝置至關重要。

1接地技術在電子裝置中的重要性

地電位的變化是由電流經過地電阻而產生的電壓,地電位能夠對電子裝置的正常工作產生不利的電磁騷擾。由於電子裝置中包含各個模組,各個模組中又包含很多功能的數字類比電路,不同的電路採用不同的方式進行接地,這就導致了地電位的變化,所以,接地的種類、形式對電子裝置的正常工作至關重要。接地是抑制電子裝置電磁噪聲的有效手段,電子裝置內全部的基準電位都是通過搭鐵線連線到大地,電子裝置的“地”與大地連線有如下作用:(1)能夠提高系統工作的可靠性與穩定性。如果電子裝置搭鐵線的地沒有與大地連線,那麼電子裝置就會產生地位變化,當外界的電磁干擾或噪聲作用到該地電位時,就會引起裝置的工作不可靠或不穩定;(2)接地能夠將電子裝置的電荷釋放到,以免造成對裝置工作上的干擾;(3)接地能夠為人員提供安全與保障。如果不接地,當裝置上積累電壓後,對人員的健康將帶來威脅。

2接地的分類

目前,電子裝置的接地有常用的有保護接地、工作接地、防雷接地、遮蔽接地、防靜電接地。本文討論的是遮蔽接地,分為三種:單點接地、懸浮地和多點接地。

2.1單點接地

單點接地就是把整個電子裝置中的一個通過搭鐵線與大地連線,裝置內各個模組或電路的地都接到這個點上。串聯式單點接地由於將各個模組或電路通過一根導線與參考點連線,容易引起共地阻抗干擾。對於每個模組或電路用過單獨的導線與參考點連線,在頻率較低時,能夠很好的避免各個模組或電路之間的共低阻抗干擾;在頻率較高時,相鄰之間的導線之間能夠進行空間耦合,容易造成各個模組之間的相互干擾,而且並聯式的接地的地線在數量上遠遠增加,勢必導致電子裝置的重量、成本和體積提高。

2.2懸浮地

懸浮地是指電子裝置的地與大地相互絕緣。這樣做的好處是大地系統中的干擾不會通過搭鐵線傳到電子裝置上。另一種情況是防止電子裝置機箱上的電磁干擾耦合到模組或電路上,有意使模組或者電路地與電子裝置機箱的地絕緣,此類的接地方法稱為懸浮地。

2.3多點接地

多點接地是指電子裝置或模組或電路中的接地點分別直接連線到最近的大地上,這樣就是會搭鐵線或接地線最短。地線的阻抗與頻率有關,頻率越高,地線阻抗就會越大。當地線的長度與波長接近時,地線上的干擾電流和干擾電壓都會呈現駐波分佈,地線成為天線。當頻率較高時,應該講地線的.長度儘可能的縮短,並儘量提高地線的電導率。複雜的電子系統內應儘可能的就近接地。

2.4混合接地

對於多點接地的電子系統中存在著不同種類的地線,它們對系統內閾值較低的訊號產生干擾,所以,需要採用混合接地。

3搭接接地的腐蝕與防護

3.1腐蝕的原理

腐蝕就是金屬材料與環境之間相互作用,導致金屬性質發生變化。在一塊單一金屬的金屬表面上,由於存在雜質或者不均勻性,都會形成陽極區和陰極區。構成電化學腐蝕(電池)的兩個必須條件:兩個電極和電解液。

3.2常用金屬的電位序列

目前,搭鐵線的主要材料採用的是鋁或者銅。由於不同金屬之間能夠產生電化學腐蝕作用,所以搭鐵線材料的電極電位應與被搭接裝置的金屬電極電位相同或者相接近。當兩者的電位相差很大時,可以對搭鐵線的材料進行電鍍處理,或者在搭接面增加可替換的墊圈等其它輔助材料。常用金屬按活躍度由高到底為:鎂、鋁、鋅、鐵、鎘、鎳、錫、鉛、銅、銀、鈀、金。為了緩解金屬的電化學腐蝕,應使陽極面積儘量的大。

4結語

為了將電磁干擾不影響電子裝置正常工作,不僅要選用適當的電子裝置機箱材料,而且要選擇適當的搭接方式。本文主要對常見的遮蔽接地做了介紹與分析,但在實際情況下,要根據具體問題進行具體分析,但接地方式的選擇是減小地環路上的干擾電流對電子裝置的影響;最後簡單的介紹了搭接腐蝕的原理和金屬之間腐蝕的特點,以及在後續選擇搭接材料時應注意的事項。

參考文獻:

[1]ClaytonR.Paul,著.聞映紅等譯.電磁相容導論[M].北京:人民郵電出版社,2007.

[2]深圳容冠技術有限公司.EMC設計開發內參資料.

[3]ClaytonR.Paul著.聞映紅等譯.電磁相容導論[M].北京:人民郵電出社,2007.