信號接地是電子裝置輸入與輸出的零信號電位的公共線,它本身可能與大地是絕緣的。信號地線又分為模擬信號地線和數(shù)字信號地線,模擬信號一般較弱,故對地線要求較高:數(shù)字信號一般較強,故對地線要求可低一些。
不同的傳感器檢測條件對接地的方式也有不同的要求,必須選擇合適的接地方法,常用接地方法有一點接地和多點按地。下面給出這兩種不同的接地處理措施。
1、一點接地
在低頻電路中一般建議采用一點接地,它有放射式接地線和母線式接地線路。放射式接地就是電路中各功能電路直接用導線與零電位基準點連接:母線式接地就是采用具有一定截面積的優(yōu)質(zhì)導體作為接地母線,直接接到零電位點,電路中的各功能塊的地可就近接在該母線上。這時若采用多點接地,在電路中會形成多個接地回路,當?shù)皖l信號或脈沖磁場經(jīng)過這些回路時,就會引起電磁感應噪聲,由于每個接地回路的特性不同,在不同的回路閉合點就產(chǎn)生電位差,形成干擾。為避免這種情況,最好采用一點接地的方法。
傳感器與測量裝置構(gòu)成一個完整的檢測系統(tǒng),但兩者之問可能相距較遠。由于工業(yè)現(xiàn)場大地電流十分復雜,所以這兩部分外殼的接大地點之間的電位一般是不相同的,若將傳感器與測量裝置的零電位在兩處分別接地,即兩點接地,則會有較大的電流流過內(nèi)阻很低的信號傳輸線產(chǎn)生壓降,造成串模干擾。因此這種情況下也應該采用一點接地方法。
2、多點接地
高頻電路一般建議采用多點接地。高頻時,即使一小段地線也將有較大的阻抗壓降,加上分布電容的作用,不可能實現(xiàn)一點接地,因此可采用平面式接地方式,即多點接地方式,利用一個良好的導電平面體(如采用多層線路板中的一層)接至零電位基準點上,各高頻電路的地就近接至該導電平面體上。由于導電平面體的高頻阻抗很小,基本保證了每一處電位的一致,同時加設(shè)旁路電容等減少壓降。因此,這種情況耍采用多點接地方式。
三、濾波技術(shù)
濾波器是抑制交流串模干擾的有效手段之一。傳感器檢測電路中常見的濾波電路有Rc濾波器、交流電源濾波器和真流電源濾波器。下面介紹這幾種濾波電路的應用。
1、RC濾波器
當信號源為熱電偶、應變片等信號變化緩慢的傳感器時,利用小體積、低成本的無源Rc濾波器將會對串模干擾有較好的抑制效果。但應該一提的是,Rc濾波器是以犧牲系統(tǒng)響應速度為代價來減少串模干擾的。
2、交流電源濾波器
電源網(wǎng)絡吸收了各種高、低頻噪聲,對此常用Lc濾波器來抑制混入電源的噪聲。
3、直流電源濾波器
直流電源往往為幾個電路所共用,為了避免通過電源內(nèi)阻造成幾個電路問相互干擾,應該在每個電路的直流電源上加上Rc或Lc退耦濾波器,用來濾除低頻噪聲。
4、光電耦合技術(shù)
光電耦合器是一種電——光——電的耦合器件,它由發(fā)光二極管和光電三極管封裝組成,其輸入與輸出在電氣上是絕緣的,因此這種器件除了用于做光電控制以外,現(xiàn)在被越來越多的用于提高系統(tǒng)的抗共模干擾能力。當有驅(qū)動電流流過光藕合器中的發(fā)光二極管,光電三極管受光飽和。其發(fā)射極輸出高電平,從而達到信號傳輸?shù)哪康摹_@樣即使輸入回路有干擾。只要它在門限之內(nèi),就不會對輸出造成影響。
5、脈沖電路中的嗓聲抑制