王 評

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電子通訊設(shè)備的接地問題探討

王 評

煙臺高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)政務(wù)服務(wù)中心管理辦公室，山東 煙臺 264670

隨著國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，對于電子通訊設(shè)備的重視程度逐漸提升。人們對于電子通訊設(shè)備的使用頻率逐漸提升，使得人們對于電子通訊設(shè)備的依賴性越來越高。電子通訊設(shè)備作為電子設(shè)備的一種，是需要進(jìn)行一定程度維護(hù)和控制的，不然就會容易出現(xiàn)各種問題。通過對接地系統(tǒng)的全面分析和認(rèn)識，對接地系統(tǒng)進(jìn)行了統(tǒng)一的分析論述，對接地的原理、原因以及系統(tǒng)的種類等問題從多個方面進(jìn)行了全面的闡述。并針對電子通訊設(shè)備的EMC設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，對其中產(chǎn)生的多種設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了全面的分析，并針對這些問題提出了相應(yīng)的解決辦法。

電子通訊設(shè)備；接地；電磁兼容；電磁干擾

1 接地系統(tǒng)的功能

從系統(tǒng)設(shè)備和系統(tǒng)的器件以及單元的角度來說，只有其中的各單元部件之間不存在影響其他設(shè)備器件以及系統(tǒng)的輻射和相應(yīng)的電磁環(huán)境的時候，才能成為是滿足了所謂的EMC設(shè)計(jì)要求[1]。

從設(shè)計(jì)的理想角度來說，電子通信設(shè)備系統(tǒng)滿足EMC設(shè)計(jì)要求是十分有必要的。

所以一般的電子通信設(shè)備系統(tǒng)要么從電磁環(huán)境的角度入手，降低其本身對器件的影響，要么從整個系統(tǒng)的角度入手，盡可能地滿足系統(tǒng)本身的多種功效以此提升系統(tǒng)的綜合性。從目前我國的制造商和設(shè)計(jì)者的角度分析得知，兩者均具有相對獨(dú)立的技術(shù)，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，需要進(jìn)行綜合性的控制，確保不會出現(xiàn)EMI問題[2]。

對于電子通信設(shè)備來說，雖然從整個系統(tǒng)的角度來說可以實(shí)現(xiàn)EMC標(biāo)準(zhǔn)的控制，而且對其中的各種問題，都能夠不斷地分析和改正，最終實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)部件之間的相對EMC控制。但從實(shí)際情況分析得知，由于系統(tǒng)中的部件之間比較容易受到電纜線和網(wǎng)絡(luò)連接線的相對電磁影響，所以必須要保證電子設(shè)備的持續(xù)接地。

設(shè)計(jì)者在進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時候，要確保電流在電子通信設(shè)備中保持流動，而且不能夠因?yàn)楦鞣N原因或者問題出現(xiàn)電流消失的問題。在對電流進(jìn)行分流的時候，一般都是將其分流至地面，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時候，需要將低阻抗考慮在內(nèi)，并確保其本身的可靠性[3]。

2 電子通信設(shè)備接地的原理

將接地系統(tǒng)運(yùn)用在電子通信設(shè)備中，是確保其能夠在任何時候都可以利用低阻抗的方法，實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)能量的控制，并將多余的能量排入地面中，實(shí)現(xiàn)對公差的控制，并保持系統(tǒng)本身處于同一電位。

3 接地原因

進(jìn)行設(shè)備接地的原因主要是為了防止出現(xiàn)危害人們安全的問題，利用設(shè)備接地，實(shí)現(xiàn)對人員安全性的不斷提升。在使用接地系統(tǒng)的時候，一般使用的就是低阻抗接地系統(tǒng)，降低通信以及電子系統(tǒng)的噪音，實(shí)現(xiàn)對瞬態(tài)電壓的保護(hù)，進(jìn)而降低雷電以及線路對設(shè)備的影響，降低工作時的對地電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)接地的作用。

從整體上來說，之所以讓系統(tǒng)本身接地，主要是實(shí)現(xiàn)對故障電流的控制，并降低其電流對開關(guān)以及各部件之間的影響，進(jìn)而確保電子通信設(shè)備的正常運(yùn)行。另外主要就是為了提高整個設(shè)備系統(tǒng)的安全性，確保人身誤觸機(jī)殼時不會受到電機(jī)。從整體上來說，進(jìn)行電子設(shè)備的接地，還能夠降低設(shè)備中的靜電荷的積累量，并降低機(jī)架以及機(jī)殼上的射頻電壓，并提高射頻電流的均勻性，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體的穩(wěn)定性，提升電路的對地電位能力[4]。

4 不同的接地系統(tǒng)

根據(jù)電子通信設(shè)備不同接地方式分析得知，一般的接地系統(tǒng)主要有交直流配電接地系統(tǒng)、屏蔽設(shè)備接地、射頻接地、參考地、雷電地等。

在進(jìn)行接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時候，為了滿足多個方面的要求，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，一般會忽略其中的一些問題。

一般比較容易忽略的就是電擊問題，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，只有出現(xiàn)電擊問題的時候，才會設(shè)置高級的浪涌保護(hù)裝置，確保不會出現(xiàn)此類的問題[5]。

從綜合性的設(shè)計(jì)者角度分析得知，設(shè)計(jì)者為了滿足多方面的要求，需要根據(jù)電源系統(tǒng)的參考電壓進(jìn)行分析，并保證使用者不能被電擊所傷害。在設(shè)備出現(xiàn)錯誤的時候，需要將錯誤出現(xiàn)前的情況進(jìn)行分析，并利用低阻抗通了和避免地環(huán)路來減小電噪聲，以此減少電擊對整個系統(tǒng)的影響。

從多個電路角度分析得知，所有的電路都具有接地點(diǎn)，而且接地點(diǎn)對于通信系統(tǒng)來說，具有十分重要的作用。利用EMC設(shè)計(jì)要求，可以最終實(shí)現(xiàn)接地系統(tǒng)的完整性[6]。

4.1 噪聲控制

通過減少EMI中的聲源發(fā)生率，可以降低耦合路徑和相應(yīng)影響電路所產(chǎn)的噪音。而且在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，一般都是需要對這些問題進(jìn)行分析，然后通過改變不同元件之間的切合度，適當(dāng)?shù)亟档拖鄳?yīng)元件之間的影響，進(jìn)而降低噪音的發(fā)生率。電子通信設(shè)備本身就具有通信系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且從一定程度上來說，隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)的不斷升級，其本身的電子元件逐漸增多，導(dǎo)致通信設(shè)備的噪音率逐漸提高，尤其是在出現(xiàn)系統(tǒng)外部噪音的時候，一般很難解決。所以設(shè)計(jì)者一般都不會完全按照圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是在設(shè)計(jì)的時候通過尋找相應(yīng)的折中辦法，實(shí)現(xiàn)對不同電路系統(tǒng)噪音的控制。

4.2 地電位

從電路的角度分析得知，對于每個電路來說，其本身就只有一個參考地。這主要是由于兩個不同的電匯產(chǎn)生不同的電位，如果選擇兩個參考地就會出現(xiàn)兩個不同的地電位，必然導(dǎo)致出現(xiàn)噪音。而且從電路本身進(jìn)行考慮，如果出現(xiàn)了兩個不同的參考地，必然也會導(dǎo)致電路本身出現(xiàn)相應(yīng)的參考誤差。但通過對兩個電路和組成電路的系統(tǒng)進(jìn)行分析，最終得出每個電路只需要一個地電位，成為電路中的唯一物理接地參考源[7]。

4.3 電磁場

一般情況下在電路進(jìn)行低頻使用的時候，電路可以將其中的一些復(fù)雜電子元件進(jìn)行一定程度的忽略，并將其看作等效的電網(wǎng)絡(luò)。一般在這樣等效的電網(wǎng)絡(luò)中，可以利用簡單計(jì)算實(shí)現(xiàn)對不同電路不同點(diǎn)的計(jì)算。在電路的尺寸和波長比較小的時候，電路的輻射是不可以被忽略的。一般情況來說，比較簡單的導(dǎo)線是可以看作可變電阻和電容的，而且其本身的可變性會影響整個系統(tǒng)的功能，導(dǎo)致導(dǎo)線的尺寸和承載的頻率受到影響。電路中擁有電流，進(jìn)而會產(chǎn)生相應(yīng)的磁場，電壓也會導(dǎo)致出相應(yīng)的電廠，所以這些出現(xiàn)的電磁場和電壓必然會導(dǎo)致各元件之間的相互影響。

4.4 共模電流

在對電路中的不同元件進(jìn)行分析的時候，一般需要將電路的不同導(dǎo)體進(jìn)行不同程度的電流流向分析。在進(jìn)行電流流向分析的時候，需要利用差模涉及相應(yīng)的信號，并利用電流實(shí)現(xiàn)對不同導(dǎo)體的源流控制，并利用另外的一個導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)電流的回流[8]。在共模的條件中，人們在進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)的時候，所設(shè)計(jì)的條件是沒有信號的，也就是在導(dǎo)體中沒有相應(yīng)的電流。但在真實(shí)的情況下，這種條件是不存在的。信號源和負(fù)載一般需要直接連接在地上，以此保證兩個接地點(diǎn)質(zhì)檢的共模電流源的電位之間存在差異。在進(jìn)行共模電路電流材料控制的時候，需要確保此環(huán)路直接連接到地面上，而且需要通過不同的寄生電容實(shí)現(xiàn)電路一端的連接到地。共模電流會導(dǎo)致出現(xiàn)很多不同的問題，想要真正地解決這些問題，必須要針對不同電路的不同特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的分析和研究[9]。

5 雷電保護(hù)

在對電子通信設(shè)備進(jìn)行使用的過程中，電擊是被公認(rèn)為最具有破壞性的。通信系統(tǒng)本身就是服務(wù)于廣大人民的，所以電子通信系統(tǒng)在很多比較偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村也具有比較廣泛的普及。但由于受到自然環(huán)境的不斷影響，如果出現(xiàn)電擊的情況，就會直接導(dǎo)致電子通信設(shè)備的電流過載，進(jìn)而導(dǎo)致相應(yīng)的設(shè)備出現(xiàn)較為嚴(yán)重的破壞。雷電本身就是比較純粹的高電壓，對于電路有較為嚴(yán)重的傷害和影響，通過分析得知雷電保護(hù)并不包含在EMC領(lǐng)域中。一般為了全面提高雷電保護(hù)的效果，會將電纜埋入地下，并以此代替架設(shè)在高空中的電纜，有的地點(diǎn)還會使用相應(yīng)的屏蔽和浪涌保護(hù)裝置[10]。

6 通信中的干擾“故障點(diǎn)”

對于電子通信系統(tǒng)來說，其中的干擾故障點(diǎn)主要有電纜線路、地電極、浪涌保護(hù)器件等。在現(xiàn)在的電子通信系統(tǒng)中，一般是利用比較先進(jìn)的SPD選擇方式對電纜線路進(jìn)行控制和選擇，并通過對電路中多元件之間的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)電路本身的多元件之間的統(tǒng)一管理和控制。對于其中容易出現(xiàn)的問題，一般都會設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)器件，實(shí)現(xiàn)對電路的統(tǒng)一管理和控制。

7 結(jié)語

現(xiàn)代電子通信可以看作是社會和國家發(fā)展的根本， 對于電子通信系統(tǒng)來說，良好的接地效果是滿足EMC要求的關(guān)鍵。

對于給定的比較復(fù)雜的現(xiàn)代通信系統(tǒng)來說，其本身所涉及的設(shè)備范圍比較廣，所以利用比較簡單的技術(shù)方法是不能實(shí)現(xiàn)比較可靠的保護(hù)的。

對于電子通信系統(tǒng)本身來說，需要考慮其中的多種敏感點(diǎn)，并將與系統(tǒng)相關(guān)的可變參數(shù)進(jìn)行全面的統(tǒng)一控制和管理。

[1]羅鮮.電氣化區(qū)段信號設(shè)備接地問題整治探討[J].鐵道通信信號，2013（8）：371.

[2]黃棟.關(guān)于輪胎吊接地問題的探討[J].港口科技，2014（5）：195.

[3]馬妍霞，王峰.關(guān)于電腦接地問題探討[J].家庭電子，2015（10）：119.

[4]張愛德，岳新華，李治國.廣播電視設(shè)備的接地問題[J].中國有線電視，2013（12）：214.

[5]傅凌俊.接地問題不容小覷[J].江西通信科技，2013（2）：304.

[6]濮春干，王曉軍.淺談氣體供應(yīng)站的接地問題[J].深冷技術(shù)，2013（1）：199.

[7]唐斌，李鐵.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接地問題的研究[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（2）：256.

[8]孫永泰.數(shù)字設(shè)備的接地問題[J].現(xiàn)代通信，2011（6）：374.

[9]永泰.數(shù)字設(shè)備的接地問題[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012（10）：395.

[10]鄭士富，楊玉亭，弭洪濤.關(guān)于鍍錫板生產(chǎn)線接地問題處理[J].基礎(chǔ)自動化，2013（6）：195.

Discussion Grounding of Electronic Communication Equipment

Wang Ping

Yantai Hi-tech Administrative Service Center Management Office Industrial Development Zone, Shandong Yantai 264670

With the continuous development of national economy and technology, electronic communications equipment for the degree of attention gradually enhanced. People for frequency of use of electronic communication devices gradually increase, making it the dependence of electronic communication devices is increasing. Electronic communication device as an electronic device, is the need for a certain degree of maintenance and control, or will be prone to various problems. The author of the grounding system of comprehensive analysis and understanding of the earth system, a unified discourse analysis of species such as the principle reason for the grounding system and a comprehensive exposition of the problem in many ways. EMC design guidelines for electronic and communications equipment, a variety of design issues which produced a comprehensive analysis of these issues and for the corresponding solutions.

electronic communication device; grounding; EMC; electromagnetic interference

TM862

A

1009-6434（2016）08-0112-03