一前言
浮地設(shè)計(jì)試圖通過(guò)電氣隔離阻斷共模干擾傳導(dǎo),但其理論缺陷在于系統(tǒng)寄生電容與電感形成的無(wú)形回路——高頻干擾經(jīng)容性耦合重構(gòu)路徑,反而誘發(fā)輻射諧振并加劇電磁能量無(wú)序擴(kuò)散。相較而言,科學(xué)接地的核心在于構(gòu)建分層次、低阻抗的電流疏導(dǎo)體系:通過(guò)引導(dǎo)噪聲走低阻抗路徑回流,使共模干擾通過(guò)預(yù)設(shè)路徑泄放,從而降低近場(chǎng)耦合效應(yīng)。二者本質(zhì)差異在于對(duì)電磁能量演化的主動(dòng)控制能力,良好接地通過(guò)系統(tǒng)性路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)干擾的定向衰減,而非被動(dòng)寄生于不可控的寄生參數(shù)網(wǎng)絡(luò)。
本文將結(jié)合實(shí)際的整改案例進(jìn)行分析。
二浮地的定義與風(fēng)險(xiǎn)
浮地是指設(shè)備未與地面直接連接,通常是由于設(shè)備在絕緣狀態(tài)下工作。浮地可能導(dǎo)致以下問(wèn)題:
1.信號(hào)干擾:未接地的設(shè)備可能會(huì)受到外部電磁場(chǎng)的影響,導(dǎo)致信號(hào)失真。
2.電壓漂移:由于缺乏參考點(diǎn),設(shè)備內(nèi)部的電壓可能隨環(huán)境變化而波動(dòng)。
3.潛在安全隱患:在故障情況下,浮地設(shè)備可能無(wú)法有效泄放漏電流,增加觸電風(fēng)險(xiǎn)。
三接地的定義與重要性
接地是指將電氣設(shè)備通過(guò)導(dǎo)體連接到地面,以便在發(fā)生故障或過(guò)電壓時(shí)提供一個(gè)安全的泄流路徑。接地的主要功能包括:
1.安全保護(hù):防止觸電事故。
2.噪聲抑制:降低電磁干擾(EMI)。
3.信號(hào)完整性:提供穩(wěn)定的參考電位,減少信號(hào)失真。
四浮地與接地對(duì)EMC的具體影響
1.電磁干擾(EMI)
接地良好的設(shè)備能夠有效屏蔽外部電磁干擾,減少輻射和傳導(dǎo)干擾。相比之下,浮地設(shè)備容易受到干擾,可能導(dǎo)致性能下降或數(shù)據(jù)丟失。
2.共模干擾
接地可以減少共模干擾的影響。因?yàn)榻拥靥峁┝朔€(wěn)定的電壓參考點(diǎn),而浮地則可能導(dǎo)致共模電壓的不確定性,從而引發(fā)通信錯(cuò)誤或系統(tǒng)崩潰。
3.設(shè)備間的相互影響
在多臺(tái)設(shè)備并聯(lián)使用時(shí),接地能夠確保各設(shè)備之間的電位差最小化,從而減少互相干擾。而浮地狀態(tài)下,設(shè)備間的電位差可能加大,導(dǎo)致不必要的干擾。
五整改案例
接下來(lái)帶來(lái)一個(gè)實(shí)際的整改案例分享,該整改產(chǎn)品為一款無(wú)線充,下面為該產(chǎn)品的前期摸底數(shù)據(jù):
【分析】:
可以看出測(cè)試數(shù)據(jù)在50M-100M處會(huì)有類似電源噪聲的包絡(luò),通過(guò)頻譜儀對(duì)無(wú)線充IC的輸出處檢測(cè),在該頻段有類似噪聲。
【措施】:
在給該無(wú)線充IC整改的過(guò)程中,不管是加濾波措施、屏蔽,還是給外拉線束繞磁環(huán)對(duì)該頻段的噪聲都沒(méi)有明顯的作用,在這種情況下就會(huì)很干擾整改的判斷。
【分析】:
最終發(fā)現(xiàn)板上的地分為了兩塊,它們之間只通過(guò)一個(gè)電阻進(jìn)行連接,造成了浮地的效果,很多噪聲無(wú)法順利回到源端。
【措施】:
如上圖所示,將兩塊地通過(guò)多點(diǎn)連接到一起后再做測(cè)試,測(cè)試數(shù)據(jù)如下:
通過(guò)上述措施后可以看出50MHz-100MHz左右的噪聲就是地隔離而引起的,通過(guò)地連接提供了回流路徑,噪聲的強(qiáng)度明顯下降。
六總結(jié)
接地與浮地在電磁兼容性方面具有重要影響。良好的接地可以有效降低電磁干擾,提高設(shè)備性能和安全性,而浮地則可能引發(fā)一系列問(wèn)題。通過(guò)合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化接地方案,可以顯著提升設(shè)備的電磁兼容能力,為用戶提供更安心的使用體驗(yàn)。
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原文標(biāo)題:EMC里的“浮地魔”
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