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電子通信工程設備的抗干擾接地策略論文
在電子產業發展的如火如荼之時,電子通信工程設備的接地質量逐漸被眾人所關注,所重視,為進一步確保電子設備穩定運行,并為操作人員提供必要的安全保障,諸多抗干擾接地技術和方法相繼誕生,這無疑為電子通信系統的安全、持續、可靠運轉提供了重要保障。下面筆者就電子通信工程設備的抗干擾接地策略加以探討。
一、抗干擾接地的內涵
對于電子通信工程設備而言,若其地線處于等電位狀態,則表示內部不存在電壓,自然也就無電流通過,故設備相對安全。可在具體實踐中,地線是信號源回流的必經之路,如此一來,地線中的不同點便會因阻抗的存在而出現點位差異,若接地方式不當,地線就會出現電位差,進而干擾電路的正常工作,因此對電子設備采取抗干擾接地措施,以確保地線為等電位十分必要。但電子通信工程系統相對復雜,干擾因素較多,要想提高抗干擾接地質量,就必須謹遵幾點原則,如信號測量裝置與信號源地面的連接必須規范合理,尤其是模擬信號的地線走向、面積和連接必須與實際要求相符,以此提高電子通信系統的抗干擾水平[1];負載地線以及繼電器、驅動電機等噪聲地線必須與其他地線保持分開狀態,必要時可實現電氣絕緣;為避免模擬信號受到數字信號的干擾,盡量對其地線加以分別設置,并將兩者的連接公共點控制為一個;因不同地線具體要求不盡相同,最好使其一點接地,并與公共接地體進合理連接等。
二、電子通信工程設備抗干擾接地策略
目前有較多的抗干擾接地方法和技術可供電子通信工程設備選擇,其中降低地線阻抗較為常用,可是這一接地策略的應用容易帶來一定的負面影響,故還需要消除地環路的干擾。可見結合使用兩種策略效果更佳。
(一)以降低地線阻抗為主。因地線阻抗會造成地線各點產生電位差進而影響電路可靠運行,故基于多點接地以降低阻抗不失為提高電子通信工程設備抗干擾接地質量的有效途徑。由于地線阻抗主要有電阻和電感有關,因此還需加以分別探討。實踐表明,電感是高頻電路地線阻抗的主要影響因素,且其數值在很大程度上取決于地線的長度,而電感值的計算有一定的公式可循,如針對片狀導線,是以計算的,而圓截面導線則是根據公式計算的,其中S代表導線長度,W代表導線寬度,d代表導線直徑[2]。由此可知,保持導線截面積一定,與片狀導線,圓截面導線具有較大的電感值,因此盡量在高頻電路系統中采用多點接地策略以縮短導線長度,即盡量使系統所有的接地點均能經地線連接最近的接地面,同時盡量選用銅片地線,以此進一步實現地線阻抗的降低,但要注意多根導線之間應保持一定的距離。而在低頻電路地線阻抗中,電阻大小則起著關鍵作用。一般直流電地線電阻值是根據計算的,其中S代表導體長度,代表導體自身的電阻率,A代表地線自身的橫截面積,可見保持地線長度和材質不變,適當增大A可通過減小地線電阻實現地線阻抗的降低;但是對于交流電而言,其易在趨膚效應的作用下致使導體表面電流集中,進而縮小橫截面積,增大地線電阻,此時電阻是以計算的,其中代表導線電流頻率,代表導線半徑,所以可對兩個公式加以合并計算,由此得出,根據實際情況增大導線和地線的橫截面積可減小地線電阻進而降低其阻抗。
(二)配以減少地環路干擾。雖然上述抗干擾接地策略可有效降低地線阻抗,且在電子通信工程設備中彰顯了良好效用,但因多點接地方式的存在衍生了諸多地環路,加之電路元件與接地平面之間分布著很多電容,致使電流流經電容時形成接地回路(見圖1),此時地線便會出現電壓,而地環路的特點決定了其必然會受到電磁感應的干擾[3]。如此一來,當磁場強度達到某一數值時,便會增大感應電壓進而對局部電路和設備電磁的兼容性構成威脅,所以將地回路的影響降到最低亟待解決。在消除地環路影響的過程中,我們可以借助光耦合器、共模扼流圈等裝置設計用于抑制或切斷其電流,針對低頻電路,還可以借助平衡電路這一原理減少地環路對電子設備的干擾。同時考慮到接地點數量和位置與地環路影響的關系較為密切,所以需要合理、準確定位接地點,其中連接放大器與信號源十分關鍵[4]。如圖2所示,A點代表信號源的接地點,B點代表放大器的接地點,并以UAB代表兩點的電壓值,同時以R2和R3分別代表連接信號源的電阻和負載導線的電阻;然后根據相應的公式可以明確得知,將信號源與大地進行有效隔離,可明顯弱化地環路的結構特點,從而避免了負載受到地線電位差異的干擾,進而促使電流影響得到了有效抑制,而且實踐證明,這一接地策略效果良好,尤其是在低頻電路中發揮了顯著優勢。
總之,抗干擾接地是電子通信工程設備正常運行的基本保障,且其質量和水平與設備自身性能、使用效果以及人員安全密切相關,故確保接地安全可靠尤為關鍵。這就要求工作人員秉著高度負責的態度,予以優化設計,并基于切實有效的接地策略促進電子設備安全、穩定、高效工作
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