电子信息系统中的接地探讨

电子信息系统中的接地探讨

窦俊丽 1 刘佳佳 2

1身份证号： 41010519770922****

2身份证号：41032419880222****

摘要：电子信息系统如何进行接地是其很重要的问题，各种接地方式各有其适用范围，因而要根据具体的情况采用适合的接地方式，才能使其作用充分发挥，使整个系统更好的降低干扰，从而保证系统安全稳定地工作。本文分析了电子信息系统干扰，阐述了电子信息系统常见的接地形式，以供参考。

关键词：电子信息系统；干扰；接地

引言

电子信息系统的不断更新进步，为确保人身安全与舰船设备安全，抑制电磁干扰，就要对舰船电子信息系统接地问题进行高度重视，这也是该领域要解决的难题之一：怎样提高其抑制电磁干扰的能力。当中电子信息系统抑制电磁干扰的常用方法就是接地抗干扰技术。

1．电子信息系统干扰

电子信息系统具体是指信号电路、控制电路等等，然后这些电路经过直流电源进行供电，各电路是由导线连接进行直流接地，最后经过地线形成接地回路。而具有一定阻抗的电路导线，所经过的不同端地线的电流与频率，也就不同的接地点的电位。又因为各种电路之间公共接地阻抗在电子信息系统中，也就造成了耦合干扰，电子信息系统其它电路与这样的环路电流造成电磁干扰，因此对直流接地点要进行合适地设置，进而对环路电流与其它电路间的磁耦合干扰和公共地线阻抗电路电流之间产生的耦合干扰进行消除，为了边避免地电位差和磁场影响到电子信息电路。

2．常见的电子信息系统接地形式

2.1电缆线路屏蔽层接地

电子信息系统屏蔽层主要是金属箔或者金属编织网，对电缆线路屏蔽层进行接地设置可有效抑制电磁感应和静电感应干扰，屏蔽层接地后，电子信息系统干扰电流可流过屏蔽层直接入地，因此应优化设置电缆线路屏蔽层接地。（1）单点接地。电子信息系统中的低频电路电缆屏蔽层进行单点接地，应注意放大器和信号源之间的连接电源屏蔽体接地设计，选择正确的接地点；（2）多点接地。对于电子信息系统的高频电路，必须进行多点接地，在高频运行条件下，受到电路电容影响，无法进行单点接地，而电路电容对系统接地环路有着重要影响，通过多点接地设置可有效解决这个问题。常见的是对电子信息系统电路两端进行接地设置，若电缆线路长于0.05，每间隔0.1设置一个接地点，有效防止电子信息系统电缆线路屏蔽层上的高电平噪声电压。同时，高频电路会出现趋肤效应，通过减小屏蔽体表面的噪声电流，可有效降低导体内部的信号干扰。

2.2电子设备直流接地

经过微电位或者微电流使电子信息系统能够进行信息传输、输入与处理，为了电子信息系统能够运行更加稳定安全，供电电源与基准点位应合理设置，提供逻辑参考地。

（1）直流地悬浮和直流地接大地

直流接地分为直流地悬浮和直流地接大地，第一种的特点是能够屏蔽大地的地电流干扰，对外部的共模干扰有很强的抵制作用，并且使外壳接地也能够保证设备和人身的安全，它的缺点是容易造成静电积累，导致放电，影响设备的安全运行，而且由于没有接地，会产生寄生电容，因而很难保证真正的悬浮。现在信息设备是开关电源，信号的接地是接在直流电源的正极或负极上，并且一定与金属外壳相连接。现在已经不用悬浮接地了，信号必须有一点是接地的。这种就是直流地接大地方式，由于现在的电子信息系统要通过微电位或微电流来进行输入、处理、传输信息等一系列过程，因此为了提高其准确性、稳定性，必须具备一个稳定的基准电位，直流地接大地的方法就是把系统的逻辑参考点或电路的等电位地直接连接在接地网上，由于静电荷可以导入地下，就可以避开静电发生危害的情况，也保证了参考电位的准确性。但是它也存在着缺点就是成本偏高，设备不易于随意移动。综上所述，由于大型及高频电子设备不容易做到真正的电场及磁场相隔离，所以很少采用悬浮地方式来处理接地问题。而且随着接地技术的完善，大多数电子信息系统都采用直流地接大地。

（2）低频电路单点接地

电子信息系统低频电路单点接地将个电路单元和接地基准点连接起来，通过接地线回路，减小电流干扰。由于接地连接线较长，这种单点接地形式在高频电路中无法发挥接地作用，因为高频电路中含有大量的寄生电感，这使得电子信息系统接地线上形成较大阻抗，若电子信息系统的运行频率较高，当工作波长和接地引线长度或者接地平面尺寸相比拟时，系统接地线无法发挥地线作用，并且由于天线效应会向电子信息系统辐射干扰信号，在单点接地系统中包括干扰频谱成分和信号频谱成分，对于电子信息系统低频电路，单点接地可以采用以下两种布线方式：第一种，共用地线串联接地形式，这种接地形式省工省料，操作方式比较简单，由于电子信息系统电路导线存在阻抗，公共地线上的地电流流过各段导线，各个接地点的电位会产生相互影响，造成公共阻抗干扰；第二种，独立地线并联接地形式，对于电子信息系统低频电路，这种接地形式的安全性和稳定性较高，但是接地线比较长也比较多，数字电路地系统和模拟电路地系统都采用串联式单点接地形式，而这两个接地系统之间采用并联式单点接地形式，可以有效抑制各个系统的电磁干扰。

（3）宽频带电路混合接地

假如电子信息系统高频电路运用多点接地形式，低频电路运用单点接地形式，而比较宽的电路频带，这种情况下就可以运用混合接地形式，但对于接地线N4奇数倍、接地线长度是1/4波长这样的情况应避开，此时交换能量会存在于电场与磁场彼此间，接地线也没法进行能量传输，由此会造成驻波情况的出现，也就要对接地线路设计进行优化当电子信息系统宽频带电路采用混合接地形式时，进而杜绝驻波情况的出现。

3．电子信息系统的接地方式的发展

电子信息系统接地方法经过了一个漫长发展的过程，工程中接地有功能性接地和保护性接地两大类，这其中有防雷接地、电源接地、保护接地、防静电接地、信息系统接地等。上述各种接地大致经历了四个发展过程。起初是独立的三地方式，包括：防雷接地、电源接地、信号接地，它们是三个独立的接地装置，存在着很多缺点，比如：不利于过电压保护，经济成本高，占用资源多，实施困难等。后来，人们把防雷接地和电源接地合在一起，就构成了二地方式。二地方式一度成为通用的接地方式，但是这种方式虽然有所改进，不过并没有真正解决问题，它还是存在着不能完全化解矛盾的漏洞。比如：依然占用很大的资源，经济成本仍然很高，不能完全避免雷击造成的设备损坏等。接下来产生了一地方式，这种方法的缺点是高频状态下，独立接地线会产生很大的电感，会产生一些干扰信号，独立的接地线可能在某频率下的“天线效应”尤为突出，在过电压保护方面也存在着薄弱之处。所以目前国内外均推荐采用第四种方式，也就是共用接地系统，因为其能够满足等电位保护原理的要求，并且结构简单能降低成本。事实上，在现代大楼建设中，很难甚至不可能做到将各类接地系统在电路上绝对分开。即使勉强将电路分开，但由于一些无法预知的连接而产生的电磁耦合，反而会对工作系统上的运行设备和人身安全带来危险。在有信息系统设备的机房内应有能减少电位差的连接网络，并将此网络接地。

参考文献：

[1]徐瑞亚，张智玮.电子信息设备的防雷接地系统[J].低压电器，2015（06）.

[2]徐晓莹，张秀然，张艳凤.电子信息系统接地抗干扰技术之探讨[J].现代电子技术，2014（05）：163-165+168.