電子汽車衡PCB接地方法及要求

電子汽車衡PCB接地方法及要求

安全接地

是指采用低阻抗的導體將用電設備的外殼連接到大地上，使操作人員不至因設備外殼漏電或靜電放電而發(fā)生觸電危險。

信號接地

是指為電子汽車衡和系統(tǒng)內部各種電路的信號電壓提供一個零電位的公共參考點或面。

1.設備安全接地：是指為了防止接觸電壓或跨步電壓危害人身和設備安全，而設置的設備外殼接地。

2.接零保護地

電子汽車衡通常采用220V或者380V電源提供電力，設備的金屬外殼除了正常接地之外，還應與電網(wǎng)零線相連接，成為接零保護接地。

3.防雷接地

用電設備外殼與大地接連，將雷電電流引入大地。防雷接地常有信號（弱電）防雷地和電源（強電）防雷地之分。信號防雷電地通常在信號獨立地上，并與電源防雷地分開設置。

信號接地是指為電子設備，系統(tǒng)內部各種電路的信號電壓提供一個零電位的公共參考點或面，即在電子設備內部提供一個電位基準的導體（接地面），以保證設備工作穩(wěn)定，一致電磁騷擾。

1.敏感信號和小信號電路的接地：其包括低電平電路，小信號檢測電路，傳感器輸入電路，前級放大電路，混頻器電路等的接地。由于這些電路的工作電平低，特別容易受到電磁干擾，而出現(xiàn)電路失效或電路性能降級現(xiàn)象，所以小信號電路的接地導線應避免混雜于其他電路中。

2.非敏感信號或打信號電路的接地：其包括高電平電路，末級放大電路，大功率電路等的接地。這些電路中的電流比較大，其接地導線中的電流也比較大，容易通過接地導線耦合作用對小信號電路造成干擾，使小信號電路不能正常工作。因此，必須將其接地導線與小信號接地導線分開設置，

3.產(chǎn)生強電磁騷擾的器件及設備的接地

產(chǎn)生強電磁騷擾的器件或設備包括電動器，繼電器，開關，這類器件或設備在正常工作時，會產(chǎn)生沖擊電流，火花等強電磁騷擾。這樣的騷擾頻譜豐富，瞬時電平高，會產(chǎn)生沖擊電流，火花等強電磁騷擾。這樣的干擾頻譜豐富，瞬時電平高，往往使電子電路受到嚴重的電磁干擾，因此除了采用屏蔽技術，還必須將其接地導線與其他電子電路的接地導線分開設置。

屏蔽地，就是屏蔽網(wǎng)絡的接地，用于抑制變化的電磁干擾。屏蔽（靜電屏蔽與交變電場屏蔽）與接地配合使用才能達到屏蔽效果。

屏蔽地是為了防止電磁感應而對視/音頻線的屏蔽的金屬外皮，電子設備的金屬外殼，屏蔽罩，進行接地的一種防護措施。

1.電路的屏蔽罩接地。各種信號源和放大器等易受電磁輻射干擾的電路應當設置屏蔽罩。由于信號電路與屏蔽罩之間存在寄生電容，因此要將信號線路地線末端與屏蔽罩相連，以消除寄生電容的影響，并將屏蔽罩接地，以消除共模干擾。

2.低頻電路電纜的屏蔽層接地。低頻電路電纜的屏蔽層接地應采用一點接地的方式，而且屏蔽層接地與電路接地點一致。對于多層屏蔽電纜，每個屏蔽層應在一點接地，各屏蔽層應相互絕緣。這是因為兩端接地的屏蔽層為磁感應的地環(huán)路電流提供了分流，使得磁場屏蔽性能下降。

3.高頻電路電纜的屏蔽層接地。高頻電路電纜的屏蔽層接地應采用多點接地的方式。當電纜長度大于工作信號波長的0.15倍時，應采用工作信號波長的0.15倍間隔多點接地式。如果不能實現(xiàn)，則至少將屏蔽層兩端接地。

4.系統(tǒng)的屏蔽體接地，當整個系統(tǒng)需要抵抗外界EMI，或需要防止系統(tǒng)對外界產(chǎn)生EMI時，應將整個系統(tǒng)屏蔽起來，并將屏蔽體接到系統(tǒng)地上。

設備地

1.50Hz電源零線安全地螺栓處。對于獨立設備，安全接地螺栓應設在設備金屬外殼上，并有良好電連接

2.為防止機殼帶點，危機人生安全，不允許用電源零線做地線代替機殼地線。

3.為防止高電壓，大電流和強功率電路（如供電電路，繼電器電路）對低電平電路（如高頻電路，數(shù)字電路，模擬電路等）的干擾，應將他們分開接地。前者為功率低（強電地），后者為信號地（弱點）。信號地又分為數(shù)字地和模擬地。信號地線應與功率地線和機殼地線相絕緣。

4.對于信號地可設一個信號地螺栓（和設備外殼相絕緣），該信號地螺栓和安全地螺栓連接的三種方式：一是不連接，而成為浮地式，二是直接連接，成為單點接地式，三是通過一個3uF電容器連接，成為直流浮地式，交流接地式。其他的接地zui后匯聚在安全地螺栓上，然后通過接地線接致低極。

系統(tǒng)地

系統(tǒng)地式為了是系統(tǒng)及與之相連的電子設備均能可靠的運行而設置的接地，它為電路系統(tǒng)各個部分，各個環(huán)節(jié)提供穩(wěn)定的基準電位（一般是零電位）。系統(tǒng)可以連接大地，也可以僅僅是個公共點。

 當該基準電位不與大地連接時，視為相對零電位。這種相對零電位不穩(wěn)定，會隨著外界電磁場的變化而變化，是系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，從而導致系統(tǒng)電路系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。

當基準點位與大地連接時，視為大地零電位。它不會隨著外界電磁場的變化而變化。但是不正確的系統(tǒng)地反而會增加干擾。如共地干擾，地環(huán)路干擾。

設計時將電路按照信號特性分組，將相互不會產(chǎn)生干擾的電路放在一組，且同一組內的電路采用串聯(lián)單點接地，不同組的電路采用并聯(lián)單點接地。這樣既解決了公共阻抗耦合的問題，又避免了地線過多的問題。

當電路板上有分開的模擬地和數(shù)字地時，應將二極管（1VD和2VD）背靠背互聯(lián)，以防止電路板的靜電積累。

多點接

地是指某一個系統(tǒng)中各個需要接地的電路，設備都直接接到距它zui近的接地盤面上，以使接地線的長度zui短，接地線的阻抗減到zui小。接地平面可以使設備的地板，也可以使貫通整個系統(tǒng)的地導線。

因為接地引線的感康與頻率和長度成正比，工作頻率高時將增加共地阻抗，從而增大共地阻抗產(chǎn)生的EMI。為了降低電路的地點為，每個電路的地線應盡可能縮短，以降低地線阻抗。

 一般說來，頻率在1MHz一下時可采用單點接地方式，頻率高于10MHz時，應采用多點接地方式，頻率在1~10MHz之間可以采用混合接地方式。

 混合接地，是單點接地和多點接地的結合，一般是在單點接地的基礎上，在利用電感或電容實現(xiàn)多點接地的。

它是利用電感，電容器件在不同頻率下有不同阻抗的特性，使接地系統(tǒng)在低頻和高頻時呈現(xiàn)不同的特性，適用于工作在低頻和高頻混合頻率下電路系統(tǒng)。

懸浮接地：就是講電路，設備的信號接地系統(tǒng)與安全接地系統(tǒng)，結構地及其他導電物體隔離。

使電路的某一部分與大地線*隔離，從而可抑制來自接地線的干擾。采用懸浮接地的目的是將電路或設備與公共接地系統(tǒng)或可能引起環(huán)流的公共導線隔離開來，使得電路不受大地電性能的影響，提高電路的抗干擾性能。

懸浮接地容易在兩者間造成靜電積累，當電荷積累到一定程度后，在設備地與公共地間可能引起靜電放電，產(chǎn)生干擾放電電流，通常建議將該系統(tǒng)接地以避免靜電積累。

理想的接地要求：

1.理想的接地應使流經(jīng)地線的各個電路，設備的電流互不影響，即不使其形成地電流環(huán)路，避免使電路，設備受磁場和地電位差的影響。

2.理想的接地導體（導線或導電平面）應是零阻抗的實體，流經(jīng)接地導體的任何電流都不應該差生電壓降，即各接地點間沒有電位差，或者說個接地點間的電壓與電路中任何功能部分的電位比較均可忽略不計。

3.接地面應是零電位，它用作系統(tǒng)中各電路任何位子所有電信號的公共電位參考點。

4.良好的接地面與布線間將有大的分布電容，而接地面本身的引線電感將很小。理論上他必須能吸收所有信號，是設備穩(wěn)定工作。接地面應采用低阻抗材料制成，并且有足夠的長度，寬度和厚度，以保證在所有頻率上它的兩邊之間均呈現(xiàn)低阻抗。用于安裝固定式的設備的接地面，應由整塊銅板或則銅網(wǎng)構成。

 接地系統(tǒng)設計的一般規(guī)則

1.為了降低地電位差，必須限制接地系統(tǒng)尺寸。電路尺寸小于0.05λ時愛用單點接地,大于0.15λ時采用多點接地,

工作頻率很寬的系統(tǒng)要用混合接地。對于敏感系統(tǒng)，接地點之間的zui大距離應該不大于0.05λ。

高頻電路的關鍵是盡量減小接地線的雜散電感和分布電容，減小由它們造成的電路間的相互耦合，通常采用就近多點接地。

系統(tǒng)內部地線分為電源地線，信號地線，屏蔽地線三大類。三類總線zui后匯到公共的參考地上。

2.使用平衡差分電路，以盡量減少接地電路干擾的影響，在低電平的接地線必須交叉的地方，要使導線互相垂直?？梢圆捎酶〉馗綦x（如變壓器，光電隔離）技術解決所出現(xiàn)啊的地線環(huán)路問題。

3.對于那些將出現(xiàn)較大電流突變的電路，要有單獨的接地系統(tǒng)或單獨的接地回路，以減少對其他電路的瞬態(tài)耦合。

4.需要用同軸電纜傳輸信號時，要通過屏蔽層提供信號回路。

低于100kHz的地頻電路可在信號源單點接地，高于100kHz的高頻電路則采用多點接地技術，（0.05λ~0.1λ接一個地）

5.所有接地線要短。

接地線要導電良好，避免高阻抗。如何接地線長度接近或等于干擾信號波長的1/4時，其輻射能力將大大增加，接地線將成為天線。