接地的概念-嵌入式

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接地的概念1. 视频传输中，最常见的故障现象表现在监视器的画面上出现一条黑杠或白杠，并且或向上或向下慢慢滚动。因此，在分析这类故障现象时，要分清产生故障的两种不同原因。 要分清是电源的问题还是地环路的问题，一种简易的方法是，在控制主机上，就近只接入一台电源没有问题的摄像机输出信号，如果在监视器上没有出现上述的干扰现象，则说明控制主机无问题。接下来可用一台便携式监视器就近接在前端摄像机的视频输出端，并逐个检查每台摄像机。如有，则进行处理。如无，则干扰是由地环路等其它原因造成的。2. 监视器上出现木纹状的干扰。这种干扰的出现，轻微时不会淹没正常图像，而严重时图像就无法观看了 ( 甚至破坏同步 ) 。这种故障现象产生的原因较多也较复杂。大致有如下几种原因： ⑴视频传输线的质量不好，特别是屏蔽性能差（屏蔽网不是质量很好的铜线网，或屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用）。与此同时，这类视频线的线电阻过大，因而造成信号产生较大衰减也是加重故障的原因。此外，这类视频线的特性阻抗不是 75Ω 以及参数超出规定也是产生故障的原因之一。由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障，因此这种故障原因在判断时要准确和慎重。只有当排除了其它可能后，才能从视频线不良的角度去考虑。若真是电缆质量问题，最好的办法当然是把所有的这种电缆全部换掉，换成符合要求的电缆，这是彻底解决问题的最好办法。 ⑵由于供电系统的电源不“洁净”而引起的。这里所指的电源不“洁净”，是指在正常的电源（ 50 周的正弦波）上叠加有干扰信号。而这种电源上的干扰信号，多来自本电网中使用可控硅的设备。特别是大电流、高电压的可控硅设备，对电网的污染非常严重，这就导致了同一电网中的电源不 “ 洁净 ” 。比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置、可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等等，都会对电源产生污染。 这种情况的解决方法比较简单，只要对整个系统采用净化电源或在线 UPS 供电就基本上可以得到解决。 ⑶系统附近有很强的干扰源。这可以通过调查和了解而加以判断。如果属于这种原因，解决的办法是加强摄像机的屏蔽，以及对视频电缆线的管道进行接地处理等。3. 由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的故障。这种故障的表现形式是在监视器上产生较深较乱的大面积网纹干扰，以至图像全部被破坏，形不成图像和同步信号。这种情况多出现在 BNC 接头或其它类型的视频接头上。即这种故障现象出现时，往往不会是整个系统的各路信号均出问题，而仅仅出现在那些接头不好的路数上。只要认真逐个检查这些接头，就可以解决。 4. 由于传输线的特性阻抗不匹配引起的故障现象。这种现象的表现形式是在监视器的画面上产生若干条间距相等的竖条干扰，干扰信号的频率基本上是行频的整数倍。这是由于视频传输线的特性阻抗不是 75Ω 而导致阻抗失配造成的。也可以说，产生这种干扰现象是由视频电缆的特性阻抗和分布参数都不符合要求综合引起的。解决的方法一般靠 “ 始端串接电阻 ” 或 “ 终端并接电阻 ” 的方法去解决。另外，值得注意的是，在视频传输距离很短时（一般为 150 米以内），使用上述阻抗失配和分布参数过大的视频电缆不一定会出现上述的干扰现象。解决上述问题的根本办法是在选购视频电缆时，一定要保证质量。必要时应对电缆进行抽样检测。 5. 由传输线引入的空间辐射干扰。这种干扰现象的产生，多数是因为在传输系统、系统前端或中心控制室附近有较强的、频率较高的空间辐射源。这种情况的解决办法一个是在系统建立时，应对周边环境有所了解，尽量设法避开或远离辐射源；另一个办法是当无法避开辐射源时，对前端及中心设备加强屏蔽，对传输线的管路采用钢管并良好接地 . 其实什麽接地都一样、接地只是一种手段的问题、就看你的接地到底要拿来做什麽、因此不要不加条件得就乱下接地的接法问题、否则将会犯下很多严重的错误、 首先就一般电路设计的眼光来看、接地是没有电位的、接地是稳定的、但实际上是 ---- 不可能、电路在实际制作时常因接地不乾净导致误差发生、就一般而言、低频电路常采行单点接地法而高频电路常采用多点接地法、但有一不得不注意那就是高频接地大多为大面积接地、为什麽呢？ 首先、低频电路接地理论本来就跟高频接地理论是不一样的、君不见音响电路有一不变的法则、那就是单点接地、君不见若没依此要领制作换来的就是低频哼声、所谓点就是一截面积趋近於零的区域、音响电路尤其是後级常因没有实行单点接地导致哼声四起、回路电流听过吧、导线电阻听过吧、你能保证你用的金属零阻抗吗不能的话、那你就必须接受一个事实：接地其实是有电位差的、有电位差就有电流、就是哼声来源点、其实就是一个流动范围极小的电流区域、但这里有一个现象就是你的大面积接地是在机壳上、若采行单点接地输出的接地、电流便较不会影响到输入的接地、电流哼声便可免除不会因为接地电流从机壳中影响但这只是一种手段而已、 接地方法有很多、单点只是其中一种、而低频电路利用导线将各单元电路接地连接至机壳上的一点便不会有一大回路产生、没有大回路便没有大的回路电流、没有大回路电流输入与输出便各自相安无事、 但高频电路呢？ 高频电路的接地理论深受集肤效应影响、何谓集肤效应呢、集肤效应指在一高频操作环境下导线的电流分布将会呈现密集於金属表面的情形、这代表你的导线将更不像导线、它将成为十足的电抗、频率愈高导线的电抗愈严重、这样你还能用导线去接地吗？别傻了、当天线还差不多、这样你还想用导线吗？如果电路的单元很多、你分成许多电路方块每个单元用条导线连接其接地、那你乾脆拿个电阻连接较快、电阻还比较容易被我们掌握呢、导线呢那就复杂了、因此高频电路的接地常是避免是用导线的、电路单元都各自找最近的大面积接地、直接以最短路径连接、多点因而产生、 而高频对於接地材更是十分讲究、但原则上是面积要够大、机壳够大了吧、但其实这里有件事必须先声明那就是你的连接必须是愈短愈好、记住就近接最好多点还要保证每一点都接在同一平面上才有效喔、但还是老话一句这只是手段之一而已、高频接地的方法甚多目的皆不相同、这可是需要研究的哦、 ~~~~~ 接地的方法很多，具体使用那一种方法取决于系统的结构和功能。“接地”的概念首次应用在电话的设计开发中。从 1881年初开始采用单根电缆为信号通道，大地为公共回路。这就是第一个接地问题。但是用大地作为信号回路会导致地回路中的过量噪声和大气干扰。为了解决这个问题，增加了信号回路线。现在存在的许多接地方法都是来源于过去成功的经验，这些方法包括： 1) 单点接地：如图1所示，单点接地是为许多在一起的电路提供公共电位参考点的方法，这样信号就可以在不同的电路之间传输。若没有公共参考点，就会出现错误信号传输。单点接地要求每个电路只接地一次，并且接在同一点。该点常常一地球为参考。由于只存在一个参考点，因此可以相信没有地回路存在，因而也就没有干扰问题。 2) 多点接地：如图2所示，从图中可以看出，设备内电路都以机壳为参考点，而各个设备的机壳又都以地为参考点。这种接地结构能够提供较低的接地阻抗，这是因为多点接地时，每条地线可以很短；并且多根导线并联能够降低接地导体的总电感。在高频电路中必须使用多点接地，并且要求每根接地线的长度小于信号波长的1/20。 3) 混合接地：混合接地既包含了单点接地的特性，又包含了多点接地的特性。例如，系统内的电源需要单点接地，而射频信号又要求多点接地，这时就可以采用图3所示的混合接地。对于直流，电容是开路的，电路是单点接地，对于射频，电容是导通的，电路是多点接地。 当许多相互连接的设备体积很大（设备的物理尺寸和连接电缆与任何存在的干扰信号的波长相比很大）时，就存在通过机壳和电缆的作用产生干扰的可能性。当发生这种情况时，干扰电流的路径通常存在于系统的地回路中。 在考虑接地问题时，要考虑两个方面的问题，一个是系统的自兼容问题，另一个是外部干扰耦合进地回路，导致系统的错误工作。由于外部干扰常常是随机的，因此解决起来往往更难。 接地要求 要求接地的理由很多，下面列出几种： 1) 安全接地：使用交流电的设备必须通过黄绿色安全地线接地，否则当设备内的电源与机壳之间的绝缘电阻变小时，会导致电击伤害。 2) 雷电接地：设施的雷电保护系统是一个独立的系统，由避雷针、下导体和与接地系统相连的接头组成。该接地系统通常与用做电源参考地及黄绿色安全地线的接地是共用的。雷电放电接地仅对设施而言，设备没有这个要求。 3) 电磁兼容接地：出于电磁兼容设计而要求的接地，包括： * 屏蔽接地：为了防止电路之间由于寄生电容存在产生相互干扰、电路辐射电场或对外界电场敏感，必须进行必要的隔离和屏蔽，这些隔离和屏蔽的金属必须接地。 * 滤波器接地：滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容，当滤波器不接地时，这些电容就处于悬浮状态，起不到旁路的作用。 * 噪声和干扰抑制：对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的许多点与地相连，从而为干扰信号提供“最低阻抗”通道。 * 电路参考：电路之间信号要正确传输，必须有一个公共电位参考点，这个公共电位参考点就是地。因此所有互相连接的电路必须接地。 以上所有理由形成了接地的综合要求。但是，一般在设计要求时仅明确安全和雷电防护接地的要求，其它均隐含在用户对系统或设备的电磁兼容要求中。 ３接地技术应用 目前所应用的接地技术和方法可以说是过去解决问题的经验总结。典型的接地要求往往限制在所谓的“单点接地”上。 通常在电路这一级上不专门提出对接地的具体要求，因为在这一层次上提出具体要求是不合适的。对数字电路而言，大多数逻辑芯片读采用单端电路的方式工作。也就是说，所有信号的电位以电源回路为参考的话，其电位是0V。在模拟电路中，情况也类似。当元器件之间的距离很近时，要完成逻辑信号的产生、处理和波形整形是很容易的，但如果传输线过长或者参考点电位不正确的话，都会产生问题。我们要建立这样的概念：接地并不是每个部分或每个系统都需要的，比如单块的线路板并不非要接地才能正常工作。当设备之间要传输数据时，接地就是十分必要的了