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(dǎo)體將用電設(shè)備的外殼連接到大地上，使操作人員不至因設(shè)備外殼漏電或靜電放電而發(fā)生觸電危險(xiǎn)。

信號(hào)接地

是指為電子汽車衡和系統(tǒng)內(nèi)部各種電路的信號(hào)電壓提供一個(gè)零電位的公共參考點(diǎn)或面。

1.設(shè)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(shè)備安全，而設(shè)置的設(shè)備外殼接地。

2.接零保護(hù)地

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

3.防雷接地

用電設(shè)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(hào)（弱電）防雷地和電源（強(qiáng)電）防雷地之分。信號(hào)防雷電地通常在信號(hào)獨(dú)立地上，并與電源防雷地分開(kāi)設(shè)置。

信號(hào)接地是指為電子設(shè)備，系統(tǒng)內(nèi)部各種電路的信號(hào)電壓提供一個(gè)零電位的公共參考點(diǎn)或面，即在電子設(shè)備內(nèi)部提供一個(gè)電位基準(zhǔn)的導(dǎo)體（接地面），以保證設(shè)備工作穩(wěn)定，一致電磁騷擾。

1.敏感信號(hào)和小信號(hào)電路的接地：其包括低電平電路，小信號(hào)檢測(cè)電路，傳感器輸入電路，前級(jí)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(jí)現(xiàn)象，所以小信號(hào)電路的接地導(dǎo)線應(yīng)避免混雜于其他電路中。

2.非敏感信號(hào)或打信號(hào)電路的接地：其包括高電平電路，末級(jí)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(dǎo)線中的電流也比較大，容易通過(guò)接地導(dǎo)線耦合作用對(duì)小信號(hào)電路造成干擾，使小信號(hào)電路不能正常工作。因此，必須將其接地導(dǎo)線與小信號(hào)接地導(dǎo)線分開(kāi)設(shè)置，

3.產(chǎn)生強(qiáng)電磁騷擾的器件及設(shè)備的接地

產(chǎn)生強(qiáng)電磁騷擾的器件或設(shè)備包括電動(dòng)器，繼電器，開(kāi)關(guān)，這類器件或設(shè)備在正常工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，火花等強(qiáng)電磁騷擾。這樣的騷擾頻譜豐富，瞬時(shí)電平高，會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，火花等強(qiáng)電磁騷擾。這樣的干擾頻譜豐富，瞬時(shí)電平高，往往使電子電路受到嚴(yán)重的電磁干擾，因此除了采用屏蔽技術(shù)，還必須將其接地導(dǎo)線與其他電子電路的接地導(dǎo)線分開(kāi)設(shè)置。

屏蔽地，就是屏蔽網(wǎng)絡(luò)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(chǎng)屏蔽）與接地配合使用才能達(dá)到屏蔽效果。

屏蔽地是為了防止電磁感應(yīng)而對(duì)視/音頻線的屏蔽的金屬外皮，電子設(shè)備的金屬外殼，屏蔽罩，進(jìn)行接地的一種防護(hù)措施。

1.電路的屏蔽罩接地。各種信號(hào)源和放大器等易受電磁輻射干擾的電路應(yīng)當(dāng)設(shè)置屏蔽罩。由于信號(hào)電路與屏蔽罩之間存在寄生電容，因此要將信號(hào)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(yīng)采用一點(diǎn)接地的方式，而且屏蔽層接地與電路接地點(diǎn)一致。對(duì)于多層屏蔽電纜，每個(gè)屏蔽層應(yīng)在一點(diǎn)接地，各屏蔽層應(yīng)相互絕緣。這是因?yàn)閮啥私拥氐钠帘螌訛榇鸥袘?yīng)的地環(huán)路電流提供了分流，使得磁場(chǎng)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(yīng)采用多點(diǎn)接地的方式。當(dāng)電纜長(zhǎng)度大于工作信號(hào)波長(zhǎng)的0.15倍時(shí)，應(yīng)采用工作信號(hào)波長(zhǎng)的0.15倍間隔多點(diǎn)接地式。如果不能實(shí)現(xiàn)，則至少將屏蔽層兩端接地。

4.系統(tǒng)的屏蔽體接地，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)需要抵抗外界EMI，或需要防止系統(tǒng)對(duì)外界產(chǎn)生EMI時(shí)，應(yīng)將整個(gè)系統(tǒng)屏蔽起來(lái)，并將屏蔽體接到系統(tǒng)地上。

設(shè)備地

1.50Hz電源零線安全地螺栓處。對(duì)于獨(dú)立設(shè)備，安全接地螺栓應(yīng)設(shè)在設(shè)備金屬外殼上，并有良好電連接

2.為防止機(jī)殼帶點(diǎn)，危機(jī)人生安全，不允許用電源零線做地線代替機(jī)殼地線。

3.為防止高電壓，大電流和強(qiáng)功率電路（如供電電路，繼電器電路）對(duì)低電平電路（如高頻電路，數(shù)字電路，模擬電路等）的干擾，應(yīng)將他們分開(kāi)接地。前者為功率低（強(qiáng)電地），后者為信號(hào)地（弱點(diǎn)）。信號(hào)地又分為數(shù)字地和模擬地。信號(hào)地線應(yīng)與功率地線和機(jī)殼地線相絕緣。

4.對(duì)于信號(hào)地可設(shè)一個(gè)信號(hào)地螺栓（和設(shè)備外殼相絕緣），該信號(hào)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(diǎn)接地式，三是通過(guò)一個(gè)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(guò)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(shè)備均能可靠的運(yùn)行而設(shè)置的接地，它為電路系統(tǒng)各個(gè)部分，各個(gè)環(huán)節(jié)提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位（一般是零電位）。系統(tǒng)可以連接大地，也可以僅僅是個(gè)公共點(diǎn)。

 當(dāng)該基準(zhǔn)電位不與大地連接時(shí)，視為相對(duì)零電位。這種相對(duì)零電位不穩(wěn)定，會(huì)隨著外界電磁場(chǎng)的變化而變化，是系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致系統(tǒng)電路系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。

當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)位與大地連接時(shí)，視為大地零電位。它不會(huì)隨著外界電磁場(chǎng)的變化而變化。但是不正確的系統(tǒng)地反而會(huì)增加干擾。如共地干擾，地環(huán)路干擾。

設(shè)計(jì)時(shí)將電路按照信號(hào)特性分組，將相互不會(huì)產(chǎn)生干擾的電路放在一組，且同一組內(nèi)的電路采用串聯(lián)單點(diǎn)接地，不同組的電路采用并聯(lián)單點(diǎn)接地。這樣既解決了公共阻抗耦合的問(wèn)題，又避免了地線過(guò)多的問(wèn)題。

當(dāng)電路板上有分開(kāi)的模擬地和數(shù)字地時(shí)，應(yīng)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(diǎn)接

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

因?yàn)榻拥匾€的感康與頻率和長(zhǎng)度成正比，工作頻率高時(shí)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(diǎn)為，每個(gè)電路的地線應(yīng)盡可能縮短，以降低地線阻抗。

 一般說(shuō)來(lái)，頻率在1MHz一下時(shí)可采用單點(diǎn)接地方式，頻率高于10MHz時(shí)，應(yīng)采用多點(diǎn)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(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的結(jié)合，一般是在單點(diǎn)接地的基礎(chǔ)上，在利用電感或電容實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)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(shí)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(shè)備的信號(hào)接地系統(tǒng)與安全接地系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)地及其他導(dǎo)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(lái)自接地線的干擾。采用懸浮接地的目的是將電路或設(shè)備與公共接地系統(tǒng)或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線隔離開(kāi)來(lái)，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(dāng)電荷積累到一定程度后，在設(shè)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(yīng)使流經(jīng)地線的各個(gè)電路，設(shè)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(shè)備受磁場(chǎng)和地電位差的影響。

2.理想的接地導(dǎo)體（導(dǎo)線或?qū)щ娖矫妫?yīng)是零阻抗的實(shí)體，流經(jīng)接地導(dǎo)體的任何電流都不應(yīng)該差生電壓降，即各接地點(diǎn)間沒(méi)有電位差，或者說(shuō)個(gè)接地點(diǎn)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(jì)。

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

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(hào)，是設(shè)備穩(wěn)定工作。接地面應(yīng)采用低阻抗材料制成，并且有足夠的長(zhǎng)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(shè)備的接地面，應(yīng)由整塊銅板或則銅網(wǎng)構(gòu)成。

 接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)愛(ài)用單點(diǎn)接地,大于0.15λ時(shí)采用多點(diǎn)接地,

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

高頻電路的關(guān)鍵是盡量減小接地線的雜散電感和分布電容，減小由它們?cè)斐傻碾娐烽g的相互耦合，通常采用就近多點(diǎn)接地。

系統(tǒng)內(nèi)部地線分為電源地線，信號(hào)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(dǎo)線互相垂直?？梢圆捎酶〉馗綦x（如變壓器，光電隔離）技術(shù)解決所出現(xiàn)啊的地線環(huán)路問(wèn)題。

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

4.需要用同軸電纜傳輸信號(hào)時(shí)，要通過(guò)屏蔽層提供信號(hào)回路。

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

5.所有接地線要短。

接地線要導(dǎo)電良好，避免高阻抗。如何接地線長(zhǎng)度接近或等于干擾信號(hào)波長(zhǎng)的1/4時(shí)，其輻射能力將大大增加，接地線將成為天線。