- 控制系統(tǒng)中常見的幾種地線詳解

下面就接地問題提出一些看法：

（1）控制系統(tǒng)宜采用一點(diǎn)接地。一般情況下，高頻電路應(yīng)就近多點(diǎn)接地，低頻電路應(yīng)一點(diǎn)接地。在低頻電路中，布線和元件間的電感并不是什么大問題，然而接地形成的環(huán)路的干擾影響很大，因此，常以一點(diǎn)作為接地點(diǎn);但一點(diǎn)接地不適用于高頻，因?yàn)楦哳l時(shí)，地線上具有電感因而增加了地線阻抗，同時(shí)各地線之間又產(chǎn)生電感耦合。一般來說，頻率在1MHz以下，可用一點(diǎn)接地;高于10MHz時(shí)，采用多點(diǎn)接地;在1～10MHz之間可用一點(diǎn)接地，也可用多點(diǎn)接地。

（2）交流地與信號(hào)地不能共用。由于在一段電源地線的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù)mV甚至幾V電壓，對(duì)低電平信號(hào)電路來說，這是一個(gè)非常重要的干擾，因此必須加以隔離和防止。

（3）浮地與接地的比較。全機(jī)浮空即系統(tǒng)各個(gè)部分與大地浮置起來，這種方法簡單，但整個(gè)系統(tǒng)與大地絕緣電阻不能小于50MΩ。這種方法具有一定的抗干擾能力，但一旦絕緣下降就會(huì)帶來干擾。還有一種方法，就是將機(jī)殼接地，其余部分浮空。這種方法抗干擾能力強(qiáng)，安全可靠，但實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜。

（4）模擬地。模擬地的接法十分重要。為了提高抗共模干擾能力，對(duì)于模擬信號(hào)可采用屏蔽浮技術(shù)。對(duì)于具體模擬量信號(hào)的接地處理要嚴(yán)格按照操作手冊(cè)上的要求設(shè)計(jì)。

（5）屏蔽地。在控制系統(tǒng)中為了減少信號(hào)中電容耦合噪聲、準(zhǔn)確檢測和控制，對(duì)信號(hào)采用屏蔽措施是十分必要的。根據(jù)屏蔽目的不同，屏蔽地的接法也不一樣。電場屏蔽解決分布電容問題，一般接大地;電磁場屏蔽主要避免雷達(dá)、電臺(tái)等高頻電磁場輻射干擾。利用低阻金屬材料高導(dǎo)流而制成，可接大地。磁場屏蔽用以防磁鐵、電機(jī)、變壓器、線圈等磁感應(yīng)，其屏蔽方法是用高導(dǎo)磁材料使磁路閉合，一般接大地為好。當(dāng)信號(hào)電路是一點(diǎn)接地時(shí)，低頻電纜的屏蔽層也應(yīng)一點(diǎn)接地。如果電纜的屏蔽層地點(diǎn)有一個(gè)以上時(shí)，將產(chǎn)生噪聲電流，形成噪聲干擾源。當(dāng)一個(gè)電路有一個(gè)不接地的信號(hào)源與系統(tǒng)中接地的放大器相連時(shí)，輸入端的屏蔽應(yīng)接至放大器的公共端;相反，當(dāng)接地的信號(hào)源與系統(tǒng)中不接地的放大器相連時(shí)，放大器的輸入端也應(yīng)接到信號(hào)源的公共端。 對(duì)于電氣系統(tǒng)的接地，要按接地的要求和目的分類，不能將不同類接地簡單地、任意地連接在一起，而是要分成若干獨(dú)立的接地子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都有其共同的接地點(diǎn)或接地干線，最后才連接在一起，實(shí)行總接地。

有人說： 模擬地跟數(shù)字地，最終都要接到一塊的，那干嗎還要分模擬地和數(shù)字地呢？ 這是因?yàn)殡m然是相通的，但是距離長了，就不一樣了。 同一條導(dǎo)線，不同的點(diǎn)的電壓可能是不一樣的，特別是電流較大時(shí)。 因?yàn)閷?dǎo)線存在著電阻，電流流過時(shí)就會(huì)產(chǎn)生壓降。 另外，導(dǎo)線還有分布電感，在交流信號(hào)下，分布電感的影響就會(huì)表現(xiàn)出來。 所以我們要分成數(shù)字地和模擬地，因?yàn)?a target="_blank">數(shù)字信號(hào)的高頻噪聲很大，如果模擬地和數(shù)字地混合的話，就會(huì)把噪聲傳到模擬部分，造成干擾。如果分開接地的話，高頻噪聲可以在電源處通過濾波來隔離掉。但如果兩個(gè)地混合，就不好濾波了。

我們經(jīng)常在電路中見到0歐的電阻，對(duì)于新手來說，往往會(huì)很迷惑：既然是0歐的電阻，那就是導(dǎo)線，為何要裝上它呢？還有這樣的電阻市場上有賣嗎？ 其實(shí)0歐的電阻還是蠻有用的。

大概有以下幾個(gè)功能：

① 做為跳線使用。這樣既美觀，安裝也方便。

② 在數(shù)字和模擬等混合電路中，往往要求兩個(gè)地分開，并且單點(diǎn)連接。我們可以用一個(gè)0歐的電阻來連接這兩個(gè)地，而不是直接連在一起。這樣做的好處就是，地線被分成了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在大面積鋪銅等處理時(shí)，就會(huì)方便得多。附帶提示一下，這樣的場合，有時(shí)也會(huì)用電感或者磁珠等來連接。

③ 做保險(xiǎn)絲用。由于PCB上走線的熔斷電流較大，如果發(fā)生短路過流等故障時(shí)，很難熔斷，可能會(huì)帶來更大的事故。由于0歐電阻電流承受能力比較弱（其實(shí)0歐電阻也是有一定的電阻的，只是很小而已），過流時(shí)就先將0歐電阻熔斷了，從而將電路斷開，防止了更大事故的發(fā)生。有時(shí)也會(huì)用一些阻值為零點(diǎn)幾或者幾歐的小電阻來做保險(xiǎn)絲。不過不太推薦這樣來用，但有些廠商為了節(jié)約成本，就用此將就了。

④ 為調(diào)試預(yù)留的位置?？梢愿鶕?jù)需要，決定是否安裝，或者其它的值。有時(shí)也會(huì)用*來標(biāo)注，表示由調(diào)試時(shí)決定。

⑤ 作為配置電路使用。這個(gè)作用跟跳線或者撥碼開關(guān)類似，但是通過焊接固定上去的，這樣就避免了普通用戶隨意修改配置。通過安裝不同位置的電阻，就可以更改電路的功能或者設(shè)置地址。 0歐的電阻不但有賣，而且還有不同的規(guī)格呢，一般是按功率來分，如1/8瓦，1/4瓦等等。 怎么選擇呢？這個(gè)需要看產(chǎn)品的數(shù)據(jù)手冊(cè)了。它有電阻值和功率值的。

無論是在模擬電路中還是在數(shù)字電路中都存在著個(gè)種各樣的“地”，為便于大家了解和掌握，現(xiàn)將其總結(jié)出來，供大家參考。

1. 信號(hào)“地”：

信號(hào)“地”又稱參考“地”，就是零電位的參考點(diǎn)，也是構(gòu)成電路信號(hào)回路的公共段，圖形符號(hào)“⊥”。

1）直流地：直流電路“地”，零電位參考點(diǎn)。

2）交流地：交流電的零線。應(yīng)與地線區(qū)別開。

3）功率地：大電流網(wǎng)絡(luò)器件、功放器件的零電位參考點(diǎn)。

4）模擬地：放大器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器和比較器的零電位參考點(diǎn)。

5）數(shù)字地：也叫邏輯地，是數(shù)字電路的零電位參考點(diǎn)。

6）“熱地”：開關(guān)電源無需使用變壓器，其開關(guān)電路的“地”和市電電網(wǎng)有關(guān)，既所謂的“熱地”，它是帶電的，圖形符號(hào)為：“ ⊥ ”。

7）“冷地”：由于開關(guān)電源的高頻變壓器將輸入、輸出端隔離;又由于其反饋電路常用光電耦合、既能傳送反饋信號(hào)又將雙方的“地”隔離;所以輸出端的地稱之為“冷地”，它不帶電。圖形符號(hào)為“⊥”。

2. 保護(hù)“地”：

保護(hù)“地”是為了保護(hù)人員安全而設(shè)置的一種接線方式。保護(hù)“地”線一端接用電器，另一端與大地作可靠連接。

3. 音響中的“地”：

1）屏蔽線接地：音響系統(tǒng)為防止干擾，其金屬機(jī)殼用導(dǎo)線與信號(hào)“地”相接，這叫屏蔽接地。

2）音頻專用“地”：專業(yè)音響為了防止干擾，除了屏蔽“地”之外，還需與音頻專用“地”相連。此接地裝置應(yīng)專門埋設(shè)，并且應(yīng)與隔離變壓器、屏蔽式穩(wěn)壓電源的相應(yīng)接地端相連后作為音控室中的專用音頻接地點(diǎn)。

4. 不同地線的處理方法：

1）數(shù)字地和模擬地應(yīng)分開：在高要求電路中，數(shù)字地與模擬地必需分開。即使是對(duì)于A/D、D/A轉(zhuǎn)換器同一芯片上兩種“地”最好也要分開，僅在系統(tǒng)一點(diǎn)上把兩種“地”連接起來。

2）保護(hù)“地”： 保護(hù)“地”是為了保護(hù)人員安全而設(shè)置的一種接線方式。保護(hù)“地”線一端接用電器，另一端與大地作可靠連接。

3）音響中的“地”：

a）屏蔽線接地：音響系統(tǒng)為防止干擾，其金屬機(jī)殼用導(dǎo)線與信號(hào)“地”相接，這叫屏蔽接地。

b）音頻專用“地”：專業(yè)音響為了防止干擾，除了屏蔽“地”之外，還需與音頻專用 “地”相連。此接地裝置應(yīng)專門埋設(shè)，并且應(yīng)與隔離變壓器、屏蔽式穩(wěn)壓電源的相應(yīng)接地端相連后作為音控室中的專用音頻接地點(diǎn)。

4）浮地與接地：系統(tǒng)浮地，是將系統(tǒng)電路的各部分的地線浮置起來，不與大地相連。這種接法，有一定抗干擾能力。但系統(tǒng)與地的絕緣電阻不能小于50MΩ，一旦絕緣性能下降，就會(huì)帶來干擾。通常采用系統(tǒng)浮地，機(jī)殼接地，可使抗干擾能力增強(qiáng)，安全可靠。

5）一點(diǎn)接地： 在低頻電路中，布線和元件之間不會(huì)產(chǎn)生太大影響。通常頻率小于1MHz的電路，采用一點(diǎn)接地。

6）多點(diǎn)接地： 在高頻電路中，寄生電容和電感的影響較大。通常頻率大于10MHz的電路，采用多點(diǎn)接地。