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電源裝置之間的地連接

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電源裝置之間的地連接

一、裝置之間的地連接

許多接地技術(shù)方面的理論在遇到多個(gè)互聯(lián)裝置時(shí)都要求進(jìn)行拆分。這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)師通常都沒法控制安裝哪個(gè)裝置,或者迫于安全相關(guān)或其它安裝操作的壓力要應(yīng)對(duì)有悖于良好接地操作的情況。

兩個(gè)市電供電的裝置之間有一根(或多根)信號(hào)線連接就是一種典型案例(圖1.15)。這是一種最容易解釋和觀察的情形。實(shí)際裝置可能要復(fù)雜得多,比如要處理多個(gè)裝置,或者不同甚至矛盾的接地機(jī)制,或者采用了額外機(jī)械性的綁定方式。

電源裝置之間的地連接

圖1.15 通過市電實(shí)現(xiàn)裝置間的地連接
這種配置與圖1.12是完全相似的。用Vn表示的地噪聲通過市電地導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)耦合,它是不可預(yù)測和不可控制的。 如果兩個(gè)裝置被插入同一市電插座,這時(shí)噪聲雖然永遠(yuǎn)不可能是零,但很小, 因?yàn)槟承┰肼曋皇且驗(yàn)樵O(shè)備市電電纜中的火線和零線靠得很近才感應(yīng)到的。
但這種配置無法被套用:可能所用的插座相隔較遠(yuǎn)的距離,甚至在不同的配電環(huán)上,在后面這種情況下,地線路徑會(huì)很長,可能包含多種噪聲注入源。注入噪聲的絕對(duì)值可以從非常安靜地點(diǎn)的不到mvRMS到幾伏甚至幾十伏,就像1.1.6小節(jié)提及的那樣。這種噪聲實(shí)際上與信號(hào)連線串接在一起。
為了將每個(gè)裝置中的信號(hào)地連接到一起,通常會(huì)將地回線與同一電纜中的信號(hào)一起走,但是這樣做后:
· 噪聲電流會(huì)在信號(hào)地中流動(dòng),因此地回路阻抗(Rs)遠(yuǎn)小于噪聲源阻抗(Rn)很重要——通常是這樣,但不是一成不變的——否則地注入噪聲將無法減??;
· 形成了地環(huán)路(圖1.16,可以與1.1.4小節(jié)進(jìn)行比較),根據(jù)其自然特性,這個(gè)環(huán)的面積可能會(huì)很大,而且可變,會(huì)穿過各種磁場源,因此感應(yīng)到的地電流會(huì)成為真正的危險(xiǎn)源。
電源裝置之間的地連接
圖1.16 通過信號(hào)和市電大地形成的地環(huán)路


二、星-點(diǎn)接地

選擇電路中的一個(gè)點(diǎn)、然后將所有地回路接到這個(gè)點(diǎn)是可以當(dāng)作電路規(guī)則的一種技術(shù)。這個(gè)點(diǎn)被稱為“星點(diǎn)”。圖1.2顯示了這種技術(shù)在將機(jī)箱、市電地、電源地和0V回路連接到一個(gè)點(diǎn)時(shí)的有限應(yīng)用。這個(gè)點(diǎn)還能被用作印刷電路版圖上的局部子地點(diǎn)。

當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)的連接數(shù)量相對(duì)較少時(shí),這是一種有用而且很簡潔的技巧,特別是它還能為電路測量提供公共的參考點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)能夠和用于輸出電壓的類似星點(diǎn)一起用作檢測電源電壓的參考(見圖1.2)。當(dāng)?shù)竭_(dá)這個(gè)點(diǎn)的連線較多時(shí),會(huì)變得越來越亂,因此不應(yīng)取代對(duì)預(yù)期地電流回路的全面分析。


三、分割地鏈路

如果信號(hào)電路的易感性達(dá)到預(yù)期的環(huán)境噪聲會(huì)影響它的程度,那么你將有許多可能的設(shè)計(jì)選項(xiàng):
· 使一個(gè)或其它裝置處于懸浮狀態(tài)(斷開它的市電地連接),這樣就斷開了市電引線中的地環(huán)路。如果是電池供電的設(shè)備,實(shí)際上已經(jīng)做到了這一點(diǎn),事實(shí)上這也是使用電池供電儀器的一個(gè)充足理由。在一類安全(接大地)的市電供電設(shè)備上是不能這樣做的,因?yàn)檫@樣做違反了安全保護(hù)規(guī)定。
· 正如早前提及的板間信號(hào)那樣,通過差分鏈路傳送信號(hào)信息。雖然這時(shí)對(duì)信號(hào)來說地回路是不必要的,但還是建議包含一個(gè)地回路,用于在裝置之間的電壓差太大時(shí)提供保護(hù)?,F(xiàn)在噪聲信號(hào)相對(duì)于有用信號(hào)以共模的形式注入,會(huì)被輸入電路的共模抵制功能所衰減。這種共模信號(hào)可以高達(dá)電路的工作極限——通常達(dá)幾伏。
· 從電氣上隔離接口。這涉及到將直接電氣連接全部斷開,通過其它方式傳送信號(hào),比如放大器、光耦或光纖鏈路。這種方法允許裝置在幾百伏甚至更高的噪聲環(huán)境中正常通信,可忍受的噪聲大小取決于隔離的額定電壓。從另一方面看,這種方法有助于在用其它方法無法消除的相對(duì)適量的噪聲環(huán)境中實(shí)現(xiàn)低電平交流信號(hào)的傳輸。



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| 發(fā)布時(shí)間:2018.06.20    來源:電源適配器廠家
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