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称重仪表地线干扰与抑制

发布时间:2020-11-19 11:40:12 |来源:网络转载

前言
针对称重仪表来讲,接地装置是操纵影响的关键方式。设计方案优良的接地线既能提升 抗扰度,又能减少磁感应发送。在称重仪表设计方案的原始环节另外开展接地线设计方案,把绝大多数解决问题在设计方案定形以前可获得最大的效费比
1接地线的界定
什么叫接地线?一个较为通用性的界定是“接地装置是电流量回到其源的低特性阻抗安全通道”。这儿规定的是“低特性阻抗”和“通道”。这一界定中突显了接地线中电流量的流动性。依照这一界定,非常容易了解接地线中电势差的造成缘故。由于接地线的特性阻抗总不容易是零,当一个电流量根据比较有限特性阻抗时,便会造成电流。
2接地线的特性阻抗
接地线的特性阻抗指的是沟通交流情况下输电线对电流量的特性阻抗,这一特性阻抗主要是由输电线的电感器造成的,并非交流电情况下输电线对电流量展现的电阻器。一切输电线都是有电感器,当頻率较高时,输电线的特性阻抗远高于电阻测量,表1的数据信息表明了这个问题。在具体电源电路中,导致干扰信号的数据信号通常是差分信号,包括丰富多彩的高频率成份,因而会在接地线上造成很大的工作电压。数字电路设计的输出功率是很高的,因而地线阻抗对数字电路设计的危害是十分丰厚的。
将10Hz时的特性阻抗类似觉得是电阻测量,能够看得出当頻率做到10MHz时,1米长输电线的特性阻抗是电阻测量的1000倍至十万倍。因而频射电流量穿过接地线时的电流是非常大的。由表1还能够看得出,提升输电线的直徑对减少电阻测量是合理的,但对减少沟通交流特性阻抗的功效很比较有限。在电磁兼容测试中大家最关注的沟通交流特性阻抗。为了更好地减少沟通交流特性阻抗,一个合理的方法是多条输电线串联。当二根输电线串联时,其总电感器L为
L=(L1+M)/2
式中,L1是单条输电线的电感器,M是二根输电线中间的互感。
从式中能够看得出,当二根输电线距离较远时,他们中间的互感不大,总电感器等同于单条输电线电感器的一半,因而能够根据好几条电线接头来减少接地装置特性阻抗。但要留意的是,多条输电线中间的间距不可以太近。
3接地线影响原理以及解决方案
3.1地环城路影响
如前所述,一切接地线都是有特性阻抗,当有电流量根据时接地线上必定造成损耗,即2个不一样的接地址中间必定存有地工作电压。当电源电路多一点接地装置、而各电源电路间又有数据信号联络时,即组成地环路。因为电源电路的不平衡,每根输电线上的电流量不一样,因而会造成差模工作电压对电源电路导致危害。地环路中的电流量还能够由外部磁场感应出去。
3.2地环城路影响解决方案
处理地环城路影响的理论依据有:一是减少地线阻抗,进而减少影响工作电压。另一个是提升地环城路的特性阻抗,进而减少地环城路电流量。当特性阻抗无穷时,具体是断开了地环城路。也可选用均衡电源电路。
3.2.1减少地线阻抗
减少地线阻抗的关键难题是减少接地线的电感器。这包含应用平扁电导体作接地线和用好几条距离很远的串联电导体作电线接头。印刷电路板两层板上布接地线网格图可以合理地减少地线阻抗;在实木多层板中专业用一层做接地线尽管具备不大的特性阻抗,但这会提升pcb线路板的成本费。
3.2.2提升地环城路特性阻抗
提升地环路特性阻抗有下列几类方法可供参考.
①将一端机器设备浮地
假如将一端电源电路浮地,就断开了地环城路,因而能够清除地环城路电流量。但有两个难题必须留意:一个是出自于安全性的考虑到,通常不允许电源电路浮地,这时候能够将机器设备根据一个电感器接地装置。那样针对50Hz的交流电路机器设备来讲接地装置特性阻抗不大,而针对頻率较高的电磁干扰则机器设备接地装置特性阻抗很大,减少了地环城路电流量。但那样做只有减少高频率影响的地环城路影响;另一个难题是,虽然机器设备浮地,但机器设备与地中间還是有寄生电容,在頻率较高的时候会出示较低的特性阻抗,因而并不可以合理地减少高频率地环路电流量。
②应用变电器完成机器设备中间的联接
运用等效电路将2个设备连接起來,能够断开地环城路电流量。但要留意,变电器第一次级中间的寄生电容依然可以为頻率较高的地环城路电流量出示通道,因而变电器防护的方式对高频率地环城路电流量的抑止实际效果较弱。提升 变电器高频率防护实际效果的一个方法是在变电器的第一次级中间设定屏蔽掉层。但一定要留意隔离变压器屏蔽掉层的接地装置端务必是在接纳电源电路一端,不然,不但不可以改进高频率防护实际效果,还很有可能使高频率藕合更为比较严重。因而,变电器要安裝在数据信号接受机器设备的一侧。
历经优良屏蔽的变电器能够对1MHz以下的頻率出示合理的防护。
③应用光隔离器
另一个断开地环城路的方式是用光完成数据信号的传送。它是处理地环城路影响难题最理想化的方式。光联接有二种方式:一种是光电耦合器元器件;另一种是用光纤线联接。光电耦合器的寄生电容一般为2pf,可以对很高的頻率出示优良的防护。光纤线基本上沒有寄生电容,但安裝、维护保养、成本费等方面都比不上光电耦合器元器件。
④应用共模扼流线圈
在联接电缆线上应用共模扼流线圈等同于提升了地环城路的特性阻抗,在一定的地相电压功效下地环城路电流量会减少。但要留意操纵共模扼流线圈的寄生电容,不然对高频率影响的防护实际效果很差。共模扼流线圈的线圈匝数越多,则寄生电容越大,高频率防护的实际效果越差。
3.2.3均衡电源电路
两电导体及与之相接的电源电路相对性于地线应其他参照物具备同样的特性阻抗。典型性的均衡电源电路是差分放大器。可是因为遍布主要参数的危害,在高频率时难以确保两电导体的特性阻抗完全一致。这代表着均衡电源电路对高频率的地环路影响抑止实际效果较弱。
3.3公共阻抗干扰性
当2个电源电路同用一段接地线时,因为接地线的特性阻抗,一个电源电路的地电位差会受另一个电源电路工作中电流量的调配。那样一个电源电路中的数据信号会耦合进另一个电源电路,这类耦合称之为公共性特性阻抗耦合。
在数字电路设计中,因为数据信号的頻率较高,接地线通常展现很大的特性阻抗。这时候,假如存有不一样的电源电路同用一段接地线就很有可能出現公共性特性阻抗耦合的难题。
3.4处理公共性特性阻抗耦合的方式
清除公共性特性阻抗耦合的方式有两个:一个是减少公共性接地线一部分的特性阻抗,那样公共性接地线上的工作电压也随着减少,进而可操纵公共性特性阻抗耦合;另一个方式是根据适度的接地装置方法防止非常容易互相影响的电源电路同用接地线。一般要防止弱电电源电路和弱电安装电源电路同用接地线、数字电路设计和数字集成电路同用接地线。
称重仪表电源电路有单点接地装置,多一点接地装置及其混合种类的接地装置等多种多样接地装置方法。在低頻电源电路中,数据信号的输出功率低于1MHz,它的走线和元器件间的电感器危害较小,而接地装置电源电路产生的电场对影响危害很大,因此应选用一点接地装置;当数据信号输出功率超过10MHz时,地线阻抗越来越非常大,这时应尽可能减少地线阻抗,宜选用就近原则多一点接地装置。当输出功率在1~10MHz时,假如选用一点接地装置,其接地线长短不可超出光波长的1/20,不然应选用多一点接地装置法。一般将电源电路依照强数据信号、弱数据信号、脉冲信号、模拟信号等归类,随后在类似电源电路內部用串连点射接地装置,不一样种类的电源电路选用串联点射接地装置。
5结语
接地线导致干扰信号的关键缘故是接地线存有特性阻抗,当电流量穿过接地线的时候会在接地线上造成工作电压-接地线噪音。在这个工作电压的驱动器下能造成接地线环城路电流量,产生地环城路影响。当2个电源电路同用一段接地线的时候会产生公共性特性阻抗藕合。处理地环城路影响的方式有断开地环城路、提升地环城路的特性阻抗、应用均衡电源电路等。处理公共性特性阻抗耦合的方式是减少公共性接地线一部分的特性阻抗。

 

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