民用飞机机载音频系统的接地设计考虑

解丽荣（中国商飞上海飞机设计研究院,上海200120）

民用飞机机载音频系统的接地设计考虑

解丽荣
（中国商飞上海飞机设计研究院,上海200120）

摘要：本文对民用飞机机载音频系统的接地种类及接地方式进行了系统的总结。

关键字：民用飞机；音频系统；接地

1引言

机载音频系统是民用飞机通信系统的重要组成部分，负责飞机上所有的音频信息的管理、控制、人机接口等，是机组人员与地面塔台或机组人员之间通信的必要系统。而在音频系统设计当中，音频系统设备及电缆的接地设计相当重要，不当的接地会引起设备的不正常工作或为系统引入干扰信号，造成噪音太大或通信失效。

2音频系统的接地设计考虑

与一般的民用机载电子电气设备相同，音频系统的设备接地也是分为安全接地、工作接地、电源接地、信号接地和屏蔽接地[1]。

2.1安全接地

安全接地主要为安全考虑。如为了防止机壳上积累电荷，产生静电放电而危及设备和人身安全，要进行静电防护搭接。这类接地要直接搭接在飞机的结构上，应该尽量采用金属与金属直接搭接的方式，即设备壳体与飞机结构或是安装支架直接面面贴合搭接，安装支架需与飞机主结构良好搭接。如果设备安装在复合材料上，则需选择金属搭接线将设备与主结构搭接，且搭接线应该尽可能的短。另外，对于所有利用或者产生电磁能的电子电气设备或部件，为了防止射频干扰，也应该使设备的外壳到飞机的结构有连续的低阻抗通路。实际工程操作中，音频设备的机架接地线，应该尽可能短，长度不应该超过15.24CM（6.0IN），线规大小一般为22号线，具体还应该根据连接器的接触件尺寸来选择。

2.2工作接地

工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。该基准电位可以设为电路系统中的某一点、某一段或某一块等。当该基准电位与飞机的主、次结构（大地）连接时，基准电位视为飞机的零电位，而不会随着外界电磁场的变化而变化。但是不正确的工作接地反而会增加干扰。比如共地线干扰、地环路干扰等。为防止各种电路在工作中产生互相干扰，使之能相互兼容地工作。根据电路的性质，飞机上音频系统的工作接地可分为不同的种类，比如电源地（直流地、交流地）、信号地、数字地、模拟地等，这些不同的接地应当分别设置。

2.3电源接地

直流音频设备的电源地，如果能够保证机身地点跟电源间直流电源返回通路阻抗小于10毫欧、压降小于0.5V或者能够保证设备能够在正常电压下连续工作的话，直流电源可以采用单根输入线，直流电源地可以采取就近接地。否则的话，应该跟交流电源设备一样采用电流回路线，回线应该连接到各自电路断路器板上的地点。另外，交流电源线跟其接地回路线一般采用扭绞线，以降低感应磁场，如图1。对于有特殊要求的，如与一些放大器相连的导线，对外来的瞬变和尖峰以及其他干扰源产生的无线电信号的频率非常敏感的还应该进行屏蔽。

图1机载设备电源接地

对于音频电子设备，所有的电源接地线一般采用20号线。连到设备安装架/机身上的设备电源地线应该尽可能的短，长度不应该超过15.24CM（6.0IN）。

2.4信号接地

音频系统设备的信号地多为确定构型/逻辑的信号地，信号一般都较弱，易受干扰，因此对信号地的要求也比较高，这种地线应该尽可能的短，长度不应该超过15.24CM（6.0IN）。信号地的电流比较小，可以连接到接地模块/排/板上，但是这些接地模块/排/板应该连到飞机的主结构上。

2.5屏蔽接地

屏蔽接地是为防止电磁感应对音频线的屏蔽金属外皮进行接地的一种防护措施。在所有接地中，屏蔽地最复杂，有种说不清，道不明的感觉。因为屏蔽本身既可防外界干扰，又可能通过它对外界构成干扰，而在设备内各元器件之间也须防电磁干扰。

飞机音频系统的屏蔽接地，应按数字屏蔽地、模拟屏蔽分开接。其中429数据总线的数据信号屏蔽线采用多点接地，即在设备端和分离面都将屏蔽层就近接地，但是对于模拟音频信号的屏蔽线则采用单点接地，在分离采用屏蔽连续，只在设备一端接地，且最优方式一般是取信号传输线的末端接地，一定要防止在屏蔽线的两端均接地而形成地环路，造成干扰。

对于麦克风电路，因为是对磁场敏感的低阻抗电路，需要扭绞且屏蔽。虽然图2(a)的连接方式其回路面积依赖于MIC电缆的走线和长度，可能面积很大，能够降低电容性噪音，但却带来了电磁和公共阻抗问题。所以，推荐一种可以排除这两种问题的处理方式，具体连接方式见图2(b)。

图2麦克风电路屏蔽接地方式

3总结

良好的接地能够提供稳定的低阻抗电气通路，能防止产生电磁干扰，能提供好的电源电流返回通路，也是防电击、静电防护、雷电防护，保证系统/设备和人身的安全以及音频电子设备正常可靠的工作的必要措施。接地技术的好坏，直接影响了民用飞机载音频系统的性能，应当充分的重视接地技术。

参考文献：

[1]宋小威.音频系统接地与干扰问题的解决方法[J].电声技术,2008,32(04):10-12.

作者简介：解丽荣(1981-),女,山西人，本科，工程师，研究方向：民用飞机通信技术。