李栋鋆 徐莉莉 中国矿业大学（北京）

基于测控装备电子系统信号接地体制研究

李栋鋆 徐莉莉 中国矿业大学（北京）

随着科学技术水平的不断提高，我国测控技术也在不断的发展和进步，并且被应用到各个行业领域发展中去，在我国社会经济发展中发挥着极为重要的作用。但是，由于测控装备电子系统中每个分系统拥有的信号接地体制复杂多样，各系统进行信号传输过程中很容易受到干扰，影响着信号的传输质量。基于此，本文通过对测控装备电子系统信号接地的常用方式以及接地体制原理进行分析探究，并相应的提出测控装备电子系统信号接地抗干扰的有效策略。

测控装备；电子系统；信号接地体制；分析探究

引言

近年来，随着测控技术水平的不断提高，测控装备电子信号接地的抗干扰能力受到了社会的广泛关注和高度重视。当前，测控装备电子系统在实际设计过程中，通常都是运用总线结构和供地体制。所以，在具体应用中，因为电源噪声或者地线连接问题等，很容易对信号传输产生干扰，影响信号的整体传输质量。因此，我们应该重视信号接地抗干扰能力的提升，在信号传输过程中，引入地线干扰，对各种接地信号体制的结构和原理进行分析和了解，这样一旦有干扰发生，就可以快速准确的找出问题所在，进而排除故障，提升信号传输质量和水平。

1.测控装备电子系统信号接地的方式

1.1 单点接地

在等效电路中，各种设备的地线电位仅仅是与自身的地线电阻和地线电流相关，与其他电路之间是相互独立的，不容易被其他电路所干扰和影响，可以在一定程度上降低各个电流之间的互相干扰程度和因素[1]。这种单点接地的方法经常用在电路导线相对较短的电路间，但其在应用中也存在着一定的缺陷，在高频电路中不是很适用，由于高频电路存在着很多的并列设备，其内部结构极其复杂多样，对导线长度的要求较高，而单点接地法的导线较短，无法满足高频电路的需求，很容易造成导线之间的相互影响，产生电感耦合和电容耦合，为实际操作工作带来不便，从而影响着信号传输效果。

1.2 多点接地

通常情况下，经常会用到多点接地的方法来减少地线阻抗。地线采用机壳本身或者与机壳相连接的金属导体，其产生的感抗较小。同时，在导线外涂一层银还可以有效增强导线抗阻，从而提升电流的整体流通质量和效率。

1.3 混合接地

如果信号接地系统中同时具有低频电路和高频电路，要注意在导线接通时应该对低频电路和高频电路进行分别的处理手段。在低频电路中应该运用单点接地的方法；在高频电路中，应该运用多点接地的方法，这样的接地体系就被叫做混合接地[2]。混合接地方法不仅能够满足复杂设备系统的各种需求，同时还可以适用于各种设备中去，是当前日常生活中应用较为广泛的一种方法。

1.4 悬浮接地

悬浮也可以理解为浮地，其主要就是将设备和导电物体进行分离，通过设备的参考点，运用导线连接到和设备导线物体分离的信号地上。悬浮接地方法的优点主要就是可以防止导线电流流过设备电路造成不必要的干扰。

2.测控装备电子系统信号接地体制的基本原理

2.1 小信号干扰原理分析

如果系统通过供地信号电路和多点接地连接方式在信号低电阻上出现的降压就会对电路测量产生干扰，是信号干扰的主要来源。但是，如果通过功能电力和单点接地连接方式，那么在信号地电阻上出现的降压不会进入测量电路的回路中[3]。

2.2 高频线路干扰原理分析

系统或者设备工作处在高频段中，导线越长其电感量也就会越大，同时导线产生的高频阻抗也会逐渐增大，也就是说测量线路中的阻抗增强，导入的高频干扰电压也会增大。如果通过多点接地连接方法，因为地线或者箭体都比较粗，可以有效减弱地线上的阻抗，减少高频干扰。

3.测控装备电子系统信号接地抗干扰的有效策略

3.1 结合系统情况，合理运用单点接地和多点接地方法

在测控装备电子信号接地体制的具体操作过程中，会产生各种接地干扰的现象，所以在实际操控工作中，应该对系统或设备的具体情况进行详细的分析和研究，从而得出准确的判断，合理选择用单点接地方法还是多线接地方法，保证测控装备电子系统信号接地方法的有效性。尤其注意，不能将单点接地方法应用到高频电路中，也不能将多点接地方法应用到低频电路中。

3.2 模拟电路和数字电路二者要分开

因为电路上报时会同时存在着高速逻辑电路和线性电路，很容易产生相互干扰的现象，从而影响设备的正常有效运行[4]。因此，在具体的操作过程中，应该将模拟电路和数字电路分开，在不同区域内进行分别的设计。此外，两种电路之间的地线要分清，注意不要混合在一起，使得各电源连接清晰、明了。

3.3 加粗接地线

较粗的接地线可以提升设备信号的安全性和稳定性，让接地电位可以不被电流所影响，同时还能够提升设备抵抗噪声的能力，因此要最大限度的加粗接地线。

3.4 接地线构成要进行闭环路设计

对接地线构成进行闭环路设计可以提升设备抵抗噪声的能力，因为接地线结构环路可以降低导线在地上的电位差，增强自身的抗干扰能力，从而提高设备整体的抗干扰能力。在出现干扰时，应该根据产生干扰的具体原因，采取针对性的有效措施，适当采用干扰隔离器和光隔离的方法，排除干扰，增强系统的整体抵抗能力。

4.结论

总而言之，随着集成电路和计算机的不断发展，以及工作频率越来越高，在电子系统设计过程中经常用到控制技术和总线测量，使得系统变得越来越复杂，工作频率也不断提高。因此，在接地设计的过程中，应该高度重视信号之间存在的干扰问题，正确了解信号接地体制的基本原理，结合系统的实际情况，采用较为合理的接地体制，及时找出产生干扰的原因，并采取有效措施加以应对，不断提升电子系统信号传输的稳定性和质量。

[1]梁红. 某型无人机测控系统的电磁干扰抑制设计[D].西安电子科技大学,2011.

[2]张志敏,孟庆利,崔威林. 测控装备自动调平修正系统设计与实现[J]. 科学技术与工程,2013,04∶443-446.

[3]祝青园,王书茂,康峰,张磊,陈度. 虚拟仪器技术在农业装备测控中的应用[J]. 仪器仪表学报,2015,06∶1333-1338.

[4]黄开达,苏世彬. 测控装备自动测试系统通用性设计[J]. 数字技术与应用,2013,07∶120+122.