4．电子仪器的接地系统

电子仪器的接地系统包括电子仪器本身及其直流电源设备的接地极的布置和接地导线的连接方式。接地系统一般分为三种形式：辐射式接地系统、环式接地系统和混合式接地系统。

（1）接地系统形式的确定

一般根据接地引线长度和电子设备的工作频率来确定，其主要的判据参数为下述的接地线表面的射频电阻RF和接地线的高频阻抗Z：

式中　μ——接地线相对于铜的磁导率；

f——电子设备工作频率，Hz；

G——接地线相对于铜的电导率；

l——从电子设备到接地极的接地线长度，m；

b——接地线宽度，mm；

λ——波长，m，其值为3×10＾8／f。

①当l＜λ／20，Z≈RF，频率在1MHz以下时，采用辐射式接地系统；

②当l＞λ／20，频率在10MHz以上时，采用环式接地系统；

③当l＝λ／20，频率在1～10MHz时，采用混合式接地系统。

无论采用何种接地系统，为了防止接地线可能出现的射频干扰，接地线的长度l不能采用λ／4或4／λ的奇数倍。

（2）辐射式接地系统

采用一点接地，即电子设备及线路上的每一个接地点只接地一次，可避免环路电流、瞬时电流的影响。具体做法如图3所示。信号地线、功率地线、保护地线等都接到总接地端子板上；然后，各自分开以辐射式接到各电子仪器设备机架上，再从机架上以辐射式接到本机架的各个印刷电路板上。由于信号地线、功率地线、保护地线彼此分开，互不成通路，不会造成各回路间的直接耦合，避免了回路间干扰及电源中性线不平衡电流及故障电流通过接地系统造成的干扰。在这种系统中，屏蔽接地采用单端接地，消除了回路间的电容耦合。

图3 辐射式接地系统

这种接地系统与防雷接地系统分开，两者在地下的接地极和引出的线路均要求相距15m及以上，以免雷击时通过接地系统对电子设备产生危险的影响和干扰。

（3）环式接地系统

采用等电位连接，消除各接地点的电位差，避免彼此之间产生干扰。在工业企业和民用建筑中，高频、高功率的电子仪器设备的应用日益增多，建筑物之间的间距比较小，防雷接地装置与电子设备接地装置相距15m难以做到。

①辐射式接地系统已不适应建筑物内电子仪器的接地，这是因为辐射式接地系统要求屏蔽接地单端接地，而目前高频设备增多，1MHz的屏蔽接地则要求多点接地；在建筑物内电子设备随机连接，各种地线纵横交错，要求彼此间截然分开也非易事；在高层建筑中，要将各种接地线分开，会造成地线过多过长，易于接收干扰，尤其是高频设备，通过电容耦合，即使分开而彼此距离相近时，同样会造成回路间的干扰。

②采用环式接地系统，如图4所示，是将安装电子仪器设备建筑物内的各种接地线以及外部导电部分，如暖气管、自来水管及建筑物内的钢筋，用适当的导体连接到统一的地线环上。

图4　环式接地系统

（4）环式接地系统的措施

为了减少干扰，尽可能消除各接地点间的电位差，应做到以下几点：

①电源设备的中性线要用绝缘线，不应与其他金属设备接触；

②交流电源采用TN－S系统，只有PE线才能接到接地环上，变压器中性点也接到接地环上，但外部导电部分不能与变压器中性点相连；

③接地环采用120mm×0．35mm或80mm×0．35mm铜箔，使接地环上电压降不超过1mV；

④接到接地环的地线要采用最短途径，并用截面足够的铜导体；

⑤屏蔽线对电缆及同轴电缆的屏蔽层都采用两端接地；

⑥为了避免接地环上流过50Hz及其谐波的强电流，防干扰（例如荧光灯）的电容器不要接到相线L与机壳间，而接在相线L及N线之间及N线与机壳之间，接有PE线的机壳上所产生的电容电流取决于N线和PE线之间的电位差，由于负荷电流是经N线流回的，而N线和PE线之间的电位差很小，因此可有效地防止电容性谐波电流流过机壳，避免对电子设备的干扰。

⑦防雷接地环与电子设备接地环多点连接，使电子设备受雷击时处于等电位，同时可以减少跨步电压和接触电压。

⑧在电子设备内每个盘的、上、下、左、右四周有一个地线环条，信号地线、功率地线都连接到其上。各地线环条相连，电子设备的机架和保护地线也接到这个地线环条上。最后由一个接地端子与接地干线相连。

（5）混合式接地系统

在电子仪器设备内为辐射式接地，即将电子设备内的信号地线、功率地线及保护地线各自分开，连接到电子设备内的接地端子板，然后由接地端子板以一点连接到接地环上，如图5所示。

图5 混合式接地系统