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精彩博客:設(shè)計(jì)中需注意的因地不理想產(chǎn)生的問題

發(fā)布時(shí)間:2014-07-10 來源:武曄卿 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】理論上講,如果有一個(gè)超級(jí)大電容的地層,多少電荷上去都幾乎不會(huì)引起地層電平的浮動(dòng),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(gè)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(shí)際上因?yàn)槌?jí)大電容難實(shí)現(xiàn),而且泄放地線也不可能阻抗為0,才導(dǎo)致出現(xiàn)了形形色色的接地問題。以下探討的就是因?yàn)榈夭焕硐氩女a(chǎn)生的問題。
 
今天討論一個(gè)并不復(fù)雜但常被忽視的接地隱患問題。
 
理論上講,如果有一個(gè)超級(jí)大電容的地層,多少電荷上去都幾乎不會(huì)引起地層電平的浮動(dòng),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(gè)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(shí)際上因?yàn)槌?jí)大電容難實(shí)現(xiàn),而且泄放地線也不可能阻抗為0,才導(dǎo)致出現(xiàn)了形形色色的接地問題。以下探討的就是因?yàn)榈夭焕硐氩女a(chǎn)生的問題。
 
示波器的220V輸入三芯線里的地線,與表筆的信號(hào)地線常常是相通的。如果被測設(shè)備的保護(hù)地和信號(hào)地是隔離的,示波器接上則有將保護(hù)地與信號(hào)地意外聯(lián)通的隱患,除了話費(fèi),“聯(lián)通”并不總是好的。
 
如果信號(hào)測量時(shí)表筆信號(hào)地接的不是信號(hào)地,而是電路中的某一中間電平,您的目的是為測一個(gè)差分信號(hào),后果則是中間電平被強(qiáng)行拉地,電路還能否正常工作都是個(gè)問題。即使能工作,測量也未必準(zhǔn),以一個(gè)不一定準(zhǔn)確的測量結(jié)果,來判斷一個(gè)電路的狀態(tài),相當(dāng)于醫(yī)療上的誤診,后果很嚴(yán)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(huì)通過示波器入口濾波器的共模濾波電容分壓導(dǎo)致機(jī)殼帶100來伏的電壓,人摸上去有電擊的風(fēng)險(xiǎn)。
 
曾有一次電力設(shè)備設(shè)計(jì)審核,我問設(shè)計(jì)師信號(hào)地和外殼地是否是通的,設(shè)計(jì)師肯定的告訴我沒有,絕對(duì)沒有,已經(jīng)隔離了。出于對(duì)人品的認(rèn)可,認(rèn)可了他的答復(fù)。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(gè)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(jīng)反復(fù)查找,發(fā)現(xiàn)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(jī)殼上,而收發(fā)系統(tǒng)的信號(hào)地與天線基座相通,基座與外殼又通過螺釘相通了。人際關(guān)系學(xué)上有個(gè)“六分度理論”,任何人,通過最多六個(gè)人,可以結(jié)識(shí)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(shè)備,因?yàn)椴▽?dǎo)管及天線的特殊結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)成了設(shè)備金屬基座是信號(hào)地,在設(shè)備中,保護(hù)地通過網(wǎng)電源的地走出去了到大地,基座平時(shí)浮起來與大地是隔離的。后來安裝在船上,船出海時(shí)設(shè)備良好,船一靠岸,為了環(huán)保節(jié)能,換上市電,設(shè)備就容易這疼那癢的壞。原因是在船上,基座(也是信號(hào)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(lián)通接到了信號(hào)地上,想不壞點(diǎn)什么也難,出淤泥而不染,是需要點(diǎn)定力的。
 
凡此類型,案例多多,常見的潛在點(diǎn)有幾個(gè)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(zhǔn)確度,會(huì)把傳感器的外殼與信號(hào)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(shè)計(jì)的設(shè)備保護(hù)地和信號(hào)地隔離了,一旦接上傳感器,還是會(huì)通過 線纜屏蔽層 - 傳感器電路 - 再返回到我們的主機(jī) ,使兩個(gè)地糾結(jié)不清。
 
無線通訊收發(fā)模塊、功率機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)板卡、電源模塊、相連設(shè)備的數(shù)據(jù)線纜的意外聯(lián)通機(jī)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(chǎn)的模塊,其將220V保護(hù)地、+12V的地、+5V的地全都在接線端子處單獨(dú)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(cuò),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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