电子通信工程系统设计是一项复杂而繁琐的工作，抗干扰对于通信工程来说至关重要，抗干扰设计也是十分关键的一部分，本文主要研究电子通信工程设备的抗干扰接地策略。
《通信对抗》通信杂志征稿，是由中国电子科技集团公司第三十六研究所、通信系统信息控制技术国家级重点实验室联合主办的以通信电子战为主,面向整个电子战/信息战领域的综合性学术刊物,创刊于1980年。
在电子产业发展的如火如荼之时,电子通信工程设备的接地质量逐渐被众人所关注,所重视,为进一步确保电子设备稳定运行,并为操作人员提供必要的安全保障,诸多抗干扰接地技术和方法相继诞生,这无疑为电子通信系统的安全、持续、可靠运转提供了重要保障。下面笔者就电子通信工程设备的抗干扰接地策略加以探讨。
一、抗干扰接地的内涵
对于电子通信工程设备而言,若其地线处于等电位状态,则表示内部不存在电压,自然也就无电流通过,故设备相对安全。可在具体实践中,地线是信号源回流的必经之路,如此一来,地线中的不同点便会因阻抗的存在而出现点位差异,若接地方式不当,地线就会出现电位差,进而干扰电路的正常工作,因此对电子设备采取抗干扰接地措施,以确保地线为等电位十分必要。
但电子通信工程系统相对复杂,干扰因素较多,要想提高抗干扰接地质量,就必须谨遵几点原则,如信号测量装置与信号源地面的连接必须规范合理,尤其是模拟信号的地线走向、面积和连接必须与实际要求相符,以此提高电子通信系统的抗干扰水平[1];负载地线以及继电器、驱动电机等噪声地线必须与其他地线保持分开状态,必要时可实现电气绝缘;为避免模拟信号受到数字信号的干扰,尽量对其地线加以分别设置,并将两者的连接公共点控制为一个;因不同地线具体要求不尽相同,最好使其一点接地,并与公共接地体进合理连接等。
二、电子通信工程设备抗干扰接地策略
目前有较多的抗干扰接地方法和技术可供电子通信工程设备选择,其中降低地线阻抗较为常用,可是这一接地策略的应用容易带来一定的负面影响,故还需要消除地环路的干扰。可见结合使用两种策略效果更佳。
(一)以降低地线阻抗为主。因地线阻抗会造成地线各点产生电位差进而影响电路可靠运行,故基于多点接地以降低阻抗不失为提高电子通信工程设备抗干扰接地质量的有效途径。由于地线阻抗主要有电阻和电感有关,因此还需加以分别探讨。实践表明,电感是高频电路地线阻抗的主要影响因素,且其数值在很大程度上取决于地线的长度,而电感值的计算有一定的公式可循,如针对片状导线,是以计算的,而圆截面导线则是根据公式计算的,其中S代表导线长度,W代表导线宽度,d代表导线直径[2]。
由此可知,保持导线截面积一定,与片状导线,圆截面导线具有较大的电感值,因此尽量在高频电路系统中采用多点接地策略以缩短导线长度,即尽量使系统所有的接地点均能经地线连接最近的接地面,同时尽量选用铜片地线,以此进一步实现地线阻抗的降低,但要注意多根导线之间应保持一定的距离。而在低频电路地线阻抗中,电阻大小则起着关键作用。
一般直流电地线电阻值是根据计算的,其中S代表导体长度,代表导体自身的电阻率,A代表地线自身的横截面积,可见保持地线长度和材质不变,适当增大A可通过减小地线电阻实现地线阻抗的降低;但是对于交流电而言,其易在趋肤效应的作用下致使导体表面电流集中,进而缩小横截面积,增大地线电阻,此时电阻是以计算的,其中代表导线电流频率,代表导线半径,所以可对两个公式加以合并计算,由此得出,根据实际情况增大导线和地线的横截面积可减小地线电阻进而降低其阻抗。
(二)配以减少地环路干扰。虽然上述抗干扰接地策略可有效降低地线阻抗,且在电子通信工程设备中彰显了良好效用,但因多点接地方式的存在衍生了诸多地环路,加之电路元件与接地平面之间分布着很多电容,致使电流流经电容时形成接地回路(见图1),此时地线便会出现电压,而地环路的特点决定了其必然会受到电磁感应的干扰[3]。
如此一来,当磁场强度达到某一数值时,便会增大感应电压进而对局部电路和设备电磁的兼容性构成威胁,所以将地回路的影响降到最低亟待解决。在消除地环路影响的过程中,我们可以借助光耦合器、共模扼流圈等装置设计用于抑制或切断其电流,针对低频电路,还可以借助平衡电路这一原理减少地环路对电子设备的干扰。同时考虑到接地点数量和位置与地环路影响的关系较为密切,所以需要合理、准确定位接地点,其中连接放大器与信号源十分关键[4]。
A点代表信号源的接地点,B点代表放大器的接地点,并以UAB代表两点的电压值,同时以R2和R3分别代表连接信号源的电阻和负载导线的电阻;然后根据相应的公式可以明确得知,将信号源与大地进行有效隔离,可明显弱化地环路的结构特点,从而避免了负载受到地线电位差异的干扰,进而促使电流影响得到了有效抑制,而且实践证明,这一接地策略效果良好,尤其是在低频电路中发挥了显着优势。
总之,抗干扰接地是电子通信工程设备正常运行的基本保障,且其质量和水平与设备自身性能、使用效果以及人员安全密切相关,故确保接地安全可靠尤为关键。这就要求工作人员秉着高度负责的态度,予以优化设计,并基于切实有效的接地策略促进电子设备安全、稳定、高效工作。
