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【摘要】本文系统的介绍了有关接地的基本概念，将电子设备的地线干扰分为共模干扰和差模干扰进行分析，提出了克服干扰的几种重要主要方法。并指出克服地线干扰已经成为当务之急的一个主要问题，最后指出了安全接地的重要性。
【关键词】接地；干扰；共模；差模；电位差
一、引言
线路接地是为泄放电荷或建立电路基准平面而设置的导线连接。在电子电气设备中，接地是抑制电磁噪声和防止干扰的重要方法，是保证各设备正常工作的必要条件，然而接地既可以消除和抑制电磁干扰，也可能因接地引入或放大电磁干扰，因此接地技术应用是否得当直接关系到接地效果，克服地线干扰已经成为工业发展的当务之急的一个主要问题。
二、基本概念
（一）接地是电路的组成部分
电子设备中各类电路均有电位基准，对于一个理想的接地系统来说，各部分的电位基准都应保持零电位。设备内所有基准电位点通过导体连接在一起，该导体就是设备内部的地线，如都连接到一个导电平面上，则称之为接地平面。
电子电路的地线除了提供电位基准之外，在某一局部还可能作为各级电路之间信号传输的返回通路和各级电路的供电通路。系统、分系统及设备间的地线仅提供电位基准电平，地线上不流通工作电流，因此，它们之间的信号传输一律采用双线或双绞线。
（二）接地建立电平
“地”可以指大地，陆地使用的电子设备通常以地球的电位作为基准，并以大地作为零电位。“地”也可以是电路系统中某一电位基准点，并设该点电位为相对零电位，但不是大地零电位。一个不良的接地系统，由于一些假电压和假电流能耦合进入电路、部件、或者设备中，因而可能产生下述问题：（1）降低了屏蔽好了的元件的屏蔽效果；（2）基本上抵消了良好滤波器的各种优点；（3）产生一些日后相当难于解决的电磁干扰问题。所以从系统相互之间和系统内部这两方面来看，考虑接地问题是非常必要的。例如舰船、飞行器上电子设备以飞行器壳体作为“地”，能达到静电屏蔽和电磁屏蔽的目的。
（三）地线干扰分析
一般可把传导途径分为电阻传输、电感传输和电容传输。传导干扰的传输，要求在干扰源和接受器之间有完整的电路连接，这些电路连接可包括导线、供电电源、公共阻抗、设备机架、金属支架、接地平面、互感或电容等。
显然，地线引起的干扰是很复杂的，为了便于分析，将地线干扰分为两个分量，即共模干扰和差模干扰。共模干扰是出现在信号线上使两条信号同时受到同向变化的干扰，是地线间的干扰；差模干扰是通过磁场耦合到信号中并与信号电压相串联的干扰。下面就共模干扰和差模干扰提出有效的抑制方法。
三、克服地线干扰的主要方法
（一）克服差模干扰的方法
从电子电气设备以及系统中的地线分布到设备或系统内部的各级电路单元，都难免会与其他线路构成环路，如在不对称信号传输电路中，地线与信号线可构成环路；地线本身也可能构成地环路。当某一交变磁场与这些环路交链时，环路中产生的感应电动势就是差模干扰。此时，环路中产生的感应电动势为
式中，ei为环路中的感应电动势（V）；S为环路中磁场垂直方向上的投影面积（m2）；B为穿过环路的磁通密度（T）。
地环路中的感应电动势 ei与传输信号电压串联或者耦合输送到下一级电路的輸入端，从而构成干扰。欲减小地环路干扰，就得减小地环路面积，最好在线路布局时避免构成地环路。切断地环路最有效的方法是实施单点接地，必须指出，从电磁兼容设计技术考虑，实施单点接地是重要的技术措施，这与电工技术实施重复（多点）接地有很大差别，重复接地是安全设计的接地方法。因此，在接地方法上电磁兼容设计与电工安全设计的差别体现了弱电和强电（包括雷电）的区别。
在电子设备和系统中，有三种基本的接地方式：悬浮地、单点接地。
（1）悬浮地：对电子设备和系统而言，悬浮地是指设备地线系统在电气上与壳体构件的接大地系统相互绝缘，这样构成接地系统上的电磁干扰就不会传导到设备。另一种情况是在有些设备中，为了防止机箱上的干扰电流直接耦合到信号电路，专门使电路单元的信号地线与设备机箱绝缘。这种方式属于电路单元的悬浮地，如图3-1所示。
图3-1悬浮地
（2）单点接地：单点接地是指把整个电路系统中某一结构点作为接地基准点，其他各单元的信号地都连接到这一点上。其中有串联式单点接地和并联式单点接地。串联式单点接地因各单元共用一条线，易引起公共地阻抗干扰。对于每个设备都有单独的地线连接到一个接地点的并联式单点接地，在低频时能有效避免各单元间的地阻抗干扰；而且这种并联式接地总数会大大增加，从而导致设备重量和体积增大、成本提高。
（二）克服共模干扰的主要方法
当被感应得电磁干扰在导线上进行传输时，如果导线的阻抗完全对称，则共模干扰就不会对电路产生干扰。然而，实际的回路不可能真正达到完全对称。如果出现阻抗不平衡，在传输中共模干扰就会转换成干扰，即干扰转换系数有一定值（小于1），因而对电路造成干扰。
四、安全接地
（1）电子设备设置安全地线
电子设备应该设置安全地线，安全地线在工业发展中起着不可忽视的重要作用：①绝缘被破坏时，安全地线能起到保护作用。②安全地线可防止设备感应带电而造成电击。③安全地线可防止雷击事故。
（2）安全电流和安全电压
电子设备带有感应电压后，将对操作和维修人员将构成严重威胁。一般人体能感觉到刺激的电流值大约是1mA。为了操作和维修人员的安全，应把设备的机箱或底座等金属件与大地连接。如果机箱已接大地，在电源线和变压器等绝缘一旦被击穿时，电源线中通过的大电流首先将保险丝过载熔断或断路器跳闸，使设备和机箱与电网脱离。
凡是与电网连接的所有仪器设备都应当接地；凡是电力需要到达的地方，就是接地工程需要做到的地方，由此我们可以知道接地工程的广泛性和重要性。本文通过对接地干扰的分析，提出了有效的抗干扰措施，我们要充分利用接地知识，提高试验、装备以及智能建筑的可靠性、安全性和实用性，不断促进现代化科技的飞跃发展。
【参考文献】
[1]电工手册〔M〕．北京：中国建筑工业出版社，1993,何利民
[2]电工技术 . 北京：北京理工大学出版社，1996,谢铭
[3]电气测量 . 北京：机械工业出版社，1994,陈立周
[4]NSI／TIA／EIA一607 ．商业建筑物接地和接线要求
[5]综合布线系统工程设计 . 电子工业出版社.刘国林
【关键词】接地；干扰；共模；差模；电位差
一、引言
线路接地是为泄放电荷或建立电路基准平面而设置的导线连接。在电子电气设备中，接地是抑制电磁噪声和防止干扰的重要方法，是保证各设备正常工作的必要条件，然而接地既可以消除和抑制电磁干扰，也可能因接地引入或放大电磁干扰，因此接地技术应用是否得当直接关系到接地效果，克服地线干扰已经成为工业发展的当务之急的一个主要问题。
二、基本概念
（一）接地是电路的组成部分
电子设备中各类电路均有电位基准，对于一个理想的接地系统来说，各部分的电位基准都应保持零电位。设备内所有基准电位点通过导体连接在一起，该导体就是设备内部的地线，如都连接到一个导电平面上，则称之为接地平面。
电子电路的地线除了提供电位基准之外，在某一局部还可能作为各级电路之间信号传输的返回通路和各级电路的供电通路。系统、分系统及设备间的地线仅提供电位基准电平，地线上不流通工作电流，因此，它们之间的信号传输一律采用双线或双绞线。
（二）接地建立电平
“地”可以指大地，陆地使用的电子设备通常以地球的电位作为基准，并以大地作为零电位。“地”也可以是电路系统中某一电位基准点，并设该点电位为相对零电位，但不是大地零电位。一个不良的接地系统，由于一些假电压和假电流能耦合进入电路、部件、或者设备中，因而可能产生下述问题：（1）降低了屏蔽好了的元件的屏蔽效果；（2）基本上抵消了良好滤波器的各种优点；（3）产生一些日后相当难于解决的电磁干扰问题。所以从系统相互之间和系统内部这两方面来看，考虑接地问题是非常必要的。例如舰船、飞行器上电子设备以飞行器壳体作为“地”，能达到静电屏蔽和电磁屏蔽的目的。
（三）地线干扰分析
一般可把传导途径分为电阻传输、电感传输和电容传输。传导干扰的传输，要求在干扰源和接受器之间有完整的电路连接，这些电路连接可包括导线、供电电源、公共阻抗、设备机架、金属支架、接地平面、互感或电容等。
显然，地线引起的干扰是很复杂的，为了便于分析，将地线干扰分为两个分量，即共模干扰和差模干扰。共模干扰是出现在信号线上使两条信号同时受到同向变化的干扰，是地线间的干扰；差模干扰是通过磁场耦合到信号中并与信号电压相串联的干扰。下面就共模干扰和差模干扰提出有效的抑制方法。
三、克服地线干扰的主要方法
（一）克服差模干扰的方法
从电子电气设备以及系统中的地线分布到设备或系统内部的各级电路单元，都难免会与其他线路构成环路，如在不对称信号传输电路中，地线与信号线可构成环路；地线本身也可能构成地环路。当某一交变磁场与这些环路交链时，环路中产生的感应电动势就是差模干扰。此时，环路中产生的感应电动势为
式中，ei为环路中的感应电动势（V）；S为环路中磁场垂直方向上的投影面积（m2）；B为穿过环路的磁通密度（T）。
地环路中的感应电动势 ei与传输信号电压串联或者耦合输送到下一级电路的輸入端，从而构成干扰。欲减小地环路干扰，就得减小地环路面积，最好在线路布局时避免构成地环路。切断地环路最有效的方法是实施单点接地，必须指出，从电磁兼容设计技术考虑，实施单点接地是重要的技术措施，这与电工技术实施重复（多点）接地有很大差别，重复接地是安全设计的接地方法。因此，在接地方法上电磁兼容设计与电工安全设计的差别体现了弱电和强电（包括雷电）的区别。
在电子设备和系统中，有三种基本的接地方式：悬浮地、单点接地。
（1）悬浮地：对电子设备和系统而言，悬浮地是指设备地线系统在电气上与壳体构件的接大地系统相互绝缘，这样构成接地系统上的电磁干扰就不会传导到设备。另一种情况是在有些设备中，为了防止机箱上的干扰电流直接耦合到信号电路，专门使电路单元的信号地线与设备机箱绝缘。这种方式属于电路单元的悬浮地，如图3-1所示。
图3-1悬浮地
（2）单点接地：单点接地是指把整个电路系统中某一结构点作为接地基准点，其他各单元的信号地都连接到这一点上。其中有串联式单点接地和并联式单点接地。串联式单点接地因各单元共用一条线，易引起公共地阻抗干扰。对于每个设备都有单独的地线连接到一个接地点的并联式单点接地，在低频时能有效避免各单元间的地阻抗干扰；而且这种并联式接地总数会大大增加，从而导致设备重量和体积增大、成本提高。
（二）克服共模干扰的主要方法
当被感应得电磁干扰在导线上进行传输时，如果导线的阻抗完全对称，则共模干扰就不会对电路产生干扰。然而，实际的回路不可能真正达到完全对称。如果出现阻抗不平衡，在传输中共模干扰就会转换成干扰，即干扰转换系数有一定值（小于1），因而对电路造成干扰。
四、安全接地
（1）电子设备设置安全地线
电子设备应该设置安全地线，安全地线在工业发展中起着不可忽视的重要作用：①绝缘被破坏时，安全地线能起到保护作用。②安全地线可防止设备感应带电而造成电击。③安全地线可防止雷击事故。
（2）安全电流和安全电压
电子设备带有感应电压后，将对操作和维修人员将构成严重威胁。一般人体能感觉到刺激的电流值大约是1mA。为了操作和维修人员的安全，应把设备的机箱或底座等金属件与大地连接。如果机箱已接大地，在电源线和变压器等绝缘一旦被击穿时，电源线中通过的大电流首先将保险丝过载熔断或断路器跳闸，使设备和机箱与电网脱离。
凡是与电网连接的所有仪器设备都应当接地；凡是电力需要到达的地方，就是接地工程需要做到的地方，由此我们可以知道接地工程的广泛性和重要性。本文通过对接地干扰的分析，提出了有效的抗干扰措施，我们要充分利用接地知识，提高试验、装备以及智能建筑的可靠性、安全性和实用性，不断促进现代化科技的飞跃发展。
【参考文献】
[1]电工手册〔M〕．北京：中国建筑工业出版社，1993,何利民
[2]电工技术 . 北京：北京理工大学出版社，1996,谢铭
[3]电气测量 . 北京：机械工业出版社，1994,陈立周
[4]NSI／TIA／EIA一607 ．商业建筑物接地和接线要求
[5]综合布线系统工程设计 . 电子工业出版社.刘国林