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精彩博客:設計中需注意的因地不理想產生的問題

發(fā)布時間:2014-07-10 來源:武曄卿 責任編輯:sherryyu

【導讀】理論上講,如果有一個超級大電容的地層,多少電荷上去都幾乎不會引起地層電平的浮動,而且電荷泄放到此地線層的路徑阻抗為0的話,具備了這兩個特征的地,則是理想的地,這樣的地是可以隨便接的,反正它總是穩(wěn)的。但實際上因為超級大電容難實現,而且泄放地線也不可能阻抗為0,才導致出現了形形色色的接地問題。以下探討的就是因為地不理想才產生的問題。
 
今天討論一個并不復雜但常被忽視的接地隱患問題。
 
理論上講,如果有一個超級大電容的地層,多少電荷上去都幾乎不會引起地層電平的浮動,而且電荷泄放到此地線層的路徑阻抗為0(交流阻抗和直流阻抗均為0)的話,具備了這兩個特征的地,則是理想的地,這樣的地是可以隨便接的,反正它總是穩(wěn)的。但實際上因為超級大電容難實現,而且泄放地線也不可能阻抗為0,才導致出現了形形色色的接地問題。以下探討的就是因為地不理想才產生的問題。
 
示波器的220V輸入三芯線里的地線,與表筆的信號地線常常是相通的。如果被測設備的保護地和信號地是隔離的,示波器接上則有將保護地與信號地意外聯通的隱患,除了話費,“聯通”并不總是好的。
 
如果信號測量時表筆信號地接的不是信號地,而是電路中的某一中間電平,您的目的是為測一個差分信號,后果則是中間電平被強行拉地,電路還能否正常工作都是個問題。即使能工作,測量也未必準,以一個不一定準確的測量結果,來判斷一個電路的狀態(tài),相當于醫(yī)療上的誤診,后果很嚴重。
 
所以常常有人把示波器的Gnd針拔掉,但如果示波器的殼體是金屬的,也是有隱患的。會通過示波器入口濾波器的共模濾波電容分壓導致機殼帶100來伏的電壓,人摸上去有電擊的風險。
 
曾有一次電力設備設計審核,我問設計師信號地和外殼地是否是通的,設計師肯定的告訴我沒有,絕對沒有,已經隔離了。出于對人品的認可,認可了他的答復。但后來怎么弄都不好。趁伊上廁所的空隙,手欠的拿萬用表隨手量了一下兩個地,表居然叫了,非常意外。伊身輕氣爽的回來后,聽到這消息也是頗為驚詫。經反復查找,發(fā)現問題出在天線安裝部位,天線及收發(fā)模塊是外購的,天線安裝的基座固定在機殼上,而收發(fā)系統(tǒng)的信號地與天線基座相通,基座與外殼又通過螺釘相通了。人際關系學上有個“六分度理論”,任何人,通過最多六個人,可以結識地球上的任何人。電路上的不同地不知是否也符合這條理論。不過相信來自星星的都教授肯定是不符合的了。
 
另一次案例,衛(wèi)星通信設備,因為波導管及天線的特殊結構,設計成了設備金屬基座是信號地,在設備中,保護地通過網電源的地走出去了到大地,基座平時浮起來與大地是隔離的。后來安裝在船上,船出海時設備良好,船一靠岸,為了環(huán)保節(jié)能,換上市電,設備就容易這疼那癢的壞。原因是在船上,基座(也是信號地)接到了船體,海上的船體接地環(huán)境是良好的,接了就接了,但岸邊的接地環(huán)境不佳,不干凈的大地通過聯通接到了信號地上,想不壞點什么也難,出淤泥而不染,是需要點定力的。
 
凡此類型,案例多多,常見的潛在點有幾個地方:
 
傳感器線纜的屏蔽層,有些傳感器廠家為了保證傳感器測量效果的準確度,會把傳感器的外殼與信號地相通,而傳感器外殼又是接線纜屏蔽層的,即使我們自己設計的設備保護地和信號地隔離了,一旦接上傳感器,還是會通過 線纜屏蔽層 - 傳感器電路 - 再返回到我們的主機 ,使兩個地糾結不清。
 
無線通訊收發(fā)模塊、功率機構的驅動板卡、電源模塊、相連設備的數據線纜的意外聯通機理基本同上。
 
以上問題不難,小心即可。較好的做法可參考正規(guī)大電源廠家生產的模塊,其將220V保護地、+12V的地、+5V的地全都在接線端子處單獨給出(這倆的12V地與5V地來自于不同的變壓器繞組的情況下),毫不相連。這種辦法就不錯,如小肥羊吃火鍋,想吃什么自己去拼就好了。人自己選擇的東西,即使出了問題,從他自己身上找原因,不好吃也得將就了,怪不得旁人來。
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