电子设备接地技术探讨

摘要：接地是电子设备重要组成部分，文章从接地的目的、分类和防腐蚀进行了介绍，最后给出了实际接地的方法及选用材料。

关键词：电子设备；电磁兼容；接地；腐蚀

目前，随着电子器件的发展，导致了敏感电平阈值越来越低，这意味着电子器件更容易受到噪声的损害，导致电子设备不能够正常工作。解决此问题的途径有切断耦合途径，即屏蔽。但是在屏蔽的过程中，如果电子设备没有接地，那么屏蔽的效果会严重下降，所以接地对电子设备至关重要。

1 接地技术在电子设备中的重要性

地电位的变化是由电流经过地电阻而产生的电压，地电位能够对电子设备的正常工作产生不利的电磁骚扰。由于电子设备中包含各个模块，各个模块中又包含很多功能的数字模拟电路，不同的电路采用不同的方式进行接地，这就导致了地电位的变化，所以，接地的种类、形式对电子设备的正常工作至关重要。

接地是抑制电子设备电磁噪声的有效手段，电子设备内全部的基准电位都是通过搭铁线连接到大地，电子设备的“地”与大地连接有如下作用：

（1）能够提高系统工作的可靠性与稳定性。如果电子设备搭铁线的地没有与大地连接，那么电子设备就会产生地位变化，当外界的电磁干扰或噪声作用到该地电位时，就会引起设备的工作不可靠或不稳定；

（2）接地能够将电子设备的电荷释放到，以免造成对设备工作上的干扰；

（3）接地能够为人员提供安全与保障。如果不接地，当设备上积累电压后，对人员的健康将带来威胁。

2 接地的分类

目前，电子设备的接地有常用的有保护接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防静电接地。本文讨论的是屏蔽接地，分为三种：单点接地、悬浮地和多点接地。

2.1 单点接地

单点接地就是把整个电子设备中的一个通过搭铁线与大地连接，设备内各个模塊或电路的地都接到这个点上。串联式单点接地由于将各个模块或电路通过一根导线与参考点连接，容易引起共地阻抗干扰。对于每个模块或电路用过单独的导线与参考点连接，在频率较低时，能够很好的避免各个模块或电路之间的共低阻抗干扰；在频率较高时，相邻之间的导线之间能够进行空间耦合，容易造成各个模块之间的相互干扰，而且并联式的接地的地线在数量上远远增加，势必导致电子设备的重量、成本和体积提高。

2.2 悬浮地

悬浮地是指电子设备的地与大地相互绝缘。这样做的好处是大地系统中的干扰不会通过搭铁线传到电子设备上。另一种情况是防止电子设备机箱上的电磁干扰耦合到模块或电路上，有意使模块或者电路地与电子设备机箱的地绝缘，此类的接地方法称为悬浮地。

2.3 多点接地

多点接地是指电子设备或模块或电路中的接地点分别直接连接到最近的大地上，这样就是会搭铁线或接地线最短。

地线的阻抗与频率有关，频率越高，地线阻抗就会越大。当地线的长度与波长接近时，地线上的干扰电流和干扰电压都会呈现驻波分布，地线成为天线。当频率较高时，应该讲地线的长度尽可能的缩短，并尽量提高地线的电导率。复杂的电子系统内应尽可能的就近接地。

2.4 混合接地

对于多点接地的电子系统中存在着不同种类的地线，它们对系统内阈值较低的信号产生干扰，所以，需要采用混合接地。

3 搭接接地的腐蚀与防护

3.1 腐蚀的原理

腐蚀就是金属材料与环境之间相互作用，导致金属性质发生变化。

在一块单一金属的金属表面上，由于存在杂质或者不均匀性，都会形成阳极区和阴极区。构成电化学腐蚀（电池）的两个必须条件：两个电极和电解液。

电化学腐蚀示意图

3.2 常用金属的电位序列

目前，搭铁线的主要材料采用的是铝或者铜。由于不同金属之间能够产生电化学腐蚀作用，所以搭铁线材料的电极电位应与被搭接设备的金属电极电位相同或者相接近。当两者的电位相差很大时，可以对搭铁线的材料进行电镀处理，或者在搭接面增加可替换的垫圈等其它辅助材料。

常用金属按活跃度由高到底为：镁、铝、锌、铁、镉、镍、锡、铅、铜、银、钯、金。为了缓解金属的电化学腐蚀，应使阳极面积尽量的大。

4 结语

为了将电磁干扰不影响电子设备正常工作，不仅要选用适当的电子设备机箱材料，而且要选择适当的搭接方式。本文主要对常见的屏蔽接地做了介绍与分析，但在实际情况下，要根据具体问题进行具体分析，但接地方式的选择是减小地环路上的干扰电流对电子设备的影响；最后简单的介绍了搭接腐蚀的原理和金属之间腐蚀的特点，以及在后续选择搭接材料时应注意的事项。

参考文献：

[1]Clayton R.Paul，著.闻映红等译.电磁兼容导论[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[2]深圳容冠技术有限公司.EMC设计开发内参资料.

[3]Clayton R.Paul著.闻映红等译.电磁兼容导论[M].北京：人民邮电出社，2007.

作者简介：赵航（1988），男，辽宁鞍山人，工程师，硕士，研究方向：机载电子设备结构设计。