1 地線干擾成因

　　導(dǎo)線的阻抗是電阻和電抗之和，電抗與頻率有關(guān)，當(dāng)電流頻率f=0時(shí)，阻抗等于電阻，頻率較高時(shí)阻抗基本由感抗決定。由于地線存在阻抗，當(dāng)電流流過地線時(shí)，會(huì)在地線上形成電位差，使信號(hào)傳輸出現(xiàn)偏差，這就是地線干擾。

　　2 地線干擾形式

　　地線干擾的形式主要有地環(huán)路干擾和共阻抗干擾兩種。

　　2.1 地環(huán)路干擾，如圖1所示，電路分別接地，由于地線阻抗的存在，當(dāng)電流較大時(shí)，產(chǎn)生的電壓也很大。假如附近有大功率用電設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，在地線中就會(huì)流過很強(qiáng)的電流，由于電路的不平衡性，設(shè)備間的連接線纜上電流不同，因此會(huì)產(chǎn)生差模電壓，對(duì)電路造成影響。

　　圖1 地環(huán)路干擾

　　2.2 公共阻抗干擾，如圖2，當(dāng)兩電路共用一段地線時(shí)，一個(gè)電路的對(duì)地電位會(huì)受另一個(gè)電路電流的鉗制，鉗制影響是相互的，從而造成相互的干擾。

　　圖2 公共阻抗干擾

　　3 減小干擾的對(duì)策

　　我們研究的均是信號(hào)地，不同于設(shè)備外殼的安全接地，信號(hào)地流經(jīng)的往往是高頻信號(hào)，針對(duì)干擾成因，提出下列對(duì)策來減小或消除地線干擾。

　　3.1 使設(shè)備一端或整個(gè)接地?cái)嚅_，采取切斷地回路的方式，可以消除地環(huán)路電流，如圖3，但有兩個(gè)問題，一個(gè)是安全考慮，往往不允許浮地，此時(shí)可考慮通過電感接地，這樣對(duì)于高頻電流有較強(qiáng)的抑制作用，對(duì)低頻信號(hào)干擾起到減弱作用。另一個(gè)問題，設(shè)備浮地時(shí)設(shè)備對(duì)地存在寄生電容，在頻率較高時(shí)阻抗較低，對(duì)高頻干擾的抑制不明顯。

　　圖3 浮地結(jié)構(gòu)

　　3.2 使用變壓器連接設(shè)備，如圖4，利用磁路切斷環(huán)路電流，但變壓器初次級(jí)間的寄生電容仍然能夠?yàn)楦哳l電流提供通路，因此需選用帶屏蔽層的變壓器，注意屏蔽層的接地端必須在接受電路的一端，否則不僅不能起到很好的隔離作用，還有可能對(duì)干擾進(jìn)行放大。

　　圖4 變壓器隔離

　　3.3 使用光隔離，如圖5，這可以說是解決地環(huán)干擾的最理想辦法。光連接有兩種方法，一種是用光耦器件，另一種是用光纖連接，光耦的寄生電容一般為2pf，能夠在很高的頻率范圍內(nèi)提供良好的隔離。光纖幾乎沒有寄生電容，但在安裝、維護(hù)、成本等方面不如光耦器件。

　　圖5 光電隔離

　　3.4 使用共模扼流圈，如圖6，相當(dāng)于增加了地環(huán)路的阻抗，但要注意使用寄生電容較小的共模扼流圈，否則對(duì)高頻干擾的隔離效果不理想，共模扼流圈的匝數(shù)越多，則寄生電容越大，高頻隔離效果越差。

　　圖6 共模扼流圈

　　4 消除公共阻抗干擾

　　消除公共阻抗干擾的途徑有兩個(gè)，一個(gè)是減小公共地線部分的阻抗，另一個(gè)方法是采用適當(dāng)?shù)慕拥胤绞奖苊庀嗷ジ蓴_。

　　4.1 減小阻抗，如前所述，減小阻抗就是減小地線的電感，其中包括使用扁平導(dǎo)體做地線，用多條相距較遠(yuǎn)的并聯(lián)導(dǎo)體作地線等。

　　圖7 并聯(lián)接地

　　圖8 混合接地

　　4.2 通過適當(dāng)接地方式避免公共阻抗的接地方法是并聯(lián)接地，如圖7，缺點(diǎn)是導(dǎo)線過多，因此在實(shí)際中，并不是所有電路都并聯(lián)單點(diǎn)接地，對(duì)于相互干擾較小的電路，可以采用串聯(lián)單點(diǎn)接地，可將信號(hào)按強(qiáng)弱分類，在同類電路中使用串聯(lián)單點(diǎn)接地，不同類型電路采用并聯(lián)單點(diǎn)接地，即混合接地方式，如圖8。

　　5 總結(jié)

　　地線造成干擾的現(xiàn)象在工程中屢見不鮮，但究其原因地線阻抗在高頻信號(hào)下的不可忽略性是根本原因，希望通過本文的介紹能幫助讀者在理解成因的基礎(chǔ)上靈活應(yīng)用策略，解決地線干擾。