Erdung
Die Erdung ist bei elektronischen Geräten ein sehr wichtiges Thema. Es gibt drei Erdungszwecke:
(1) Durch die Erdung wird sichergestellt, dass alle Einheitsstromkreise im gesamten Schaltungssystem ein gemeinsames Referenznullpotential haben, wodurch der stabile Betrieb des Schaltungssystems gewährleistet wird.
(2) Verhindern Sie Störungen durch externe elektromagnetische Felder. Durch die Erdung des Gehäuses können viele Ladungen, die sich aufgrund elektrostatischer Induktion durch den Boden auf dem Gehäuse angesammelt haben, freigesetzt werden. Andernfalls kann die durch diese Ladungen gebildete Hochspannung Funkenentladungen im Inneren des Geräts verursachen und Störungen verursachen. Darüber hinaus kann für den Abschirmkörper der Schaltung eine gute Abschirmwirkung erzielt werden, wenn eine geeignete Erdung gewählt wird.
(3) Sorgen Sie für sicheres Arbeiten. Bei direkter elektromagnetischer Blitzinduktion können Schäden an elektronischen Geräten vermieden werden. Wenn die Eingangsspannung der Wechselstromversorgung mit Netzfrequenz aufgrund schlechter Isolierung oder aus anderen Gründen direkt an das Gehäuse angeschlossen wird, können Stromschlagunfälle für den Bediener vermieden werden. Darüber hinaus sind viele medizinische Geräte direkt mit dem Körper des Patienten verbunden, und wenn das Gehäuse eine Spannung von 110 V oder 220 V führt, besteht Lebensgefahr.
Daher ist die Erdung die wichtigste Methode zur Unterdrückung von Rauschen und zur Vermeidung von Störungen. Unter Erdung kann ein Äquipotentialpunkt oder eine Äquipotentialfläche verstanden werden, die das Referenzpotential eines Schaltkreises oder Systems darstellt, aber nicht unbedingt das Erdpotential. Um mögliche Schäden durch Blitzeinschläge und die persönliche Sicherheit der Arbeiter zu vermeiden, müssen das Gehäuse elektronischer Geräte und die Metallkomponenten des Computerraums mit der Erde verbunden sein, und der Erdungswiderstand sollte im Allgemeinen gering sein und den angegebenen Wert nicht überschreiten.
Es gibt grundsätzlich drei Arten von Erdungsmethoden für Schaltkreise: Einzelpunkterdung, Mehrpunkterdung und Hybriderdung. Einzelpunkterdung bezieht sich auf einen Schaltkreis, bei dem nur ein physischer Punkt als Erdungsreferenzpunkt definiert ist. Alle anderen Punkte, die geerdet werden müssen, sind direkt mit diesem Punkt verbunden. Mehrpunkterdung bezieht sich auf die direkte Verbindung jedes Erdungspunkts in einem System mit der nächstgelegenen Erdungsebene, um die Länge des Erdungskabels zu minimieren. Die Erdungsebene kann die Bodenplatte des Geräts sein, das Erdungskabel, das durch das gesamte System verläuft, und in größeren Systemen kann es auch das strukturelle Gerüst des Geräts usw. Bei Hybriderdung werden diejenigen Hochfrequenz-Erdungspunkte verbunden, die nur geerdet werden müssen, mithilfe von Bypass-Kondensatoren und Erdungsebenen. Es sollten jedoch Anstrengungen unternommen werden, um Resonanzen zu vermeiden, die durch Bypass-Kapazität und Kabelinduktivität verursacht werden.
Schild
Abschirmung ist die Metallisolierung zwischen zwei räumlichen Bereichen, um die Induktion und Strahlung von elektrischen Feldern, magnetischen Feldern und elektromagnetischen Wellen von einem Bereich zum anderen zu kontrollieren. Insbesondere wird die Abschirmung verwendet, um die Störquellen von Komponenten, Schaltkreisen, Baugruppen, Kabeln oder dem gesamten System zu umgeben, um die Ausbreitung von elektromagnetischen Störfeldern zu verhindern; den Empfangsschaltkreis, das Gerät oder das System mit einer Abschirmung zu umschließen, um zu verhindern, dass sie durch externe elektromagnetische Felder beeinflusst werden.
Da die Abschirmung eine Rolle bei der Absorption von Energie (Wirbelstromverlust), der Reflexion von Energie (Reflexion elektromagnetischer Wellen an der Schnittstelle der Abschirmung) und der Aufhebung von Energie (elektromagnetische Induktion erzeugt umgekehrte elektromagnetische Felder auf der Abschirmschicht, die störende elektromagnetische Wellen teilweise ausgleichen können) gegenüber externen störenden elektromagnetischen Wellen, wie sie von Drähten, Kabeln, Komponenten, Schaltkreisen oder Systemen herrühren, sowie gegenüber internen elektromagnetischen Wellen spielt, hat die Abschirmung die Funktion der Interferenzreduzierung.
Die Grundsätze für die Auswahl von Abschirmmaterialien sind:
(1) Wenn die Frequenz des störenden elektromagnetischen Felds hoch ist, wird der im Metallmaterial mit niedrigem Widerstand erzeugte Wirbelstrom zum Ausgleich der externen elektromagnetischen Wellen genutzt, wodurch eine Abschirmwirkung erzielt wird.
(2) Bei niedrigen Frequenzen störender elektromagnetischer Wellen sollten Werkstoffe mit hoher magnetischer Permeabilität verwendet werden, um die magnetischen Kraftlinien innerhalb der Abschirmung zu begrenzen und ihre Ausbreitung in den abgeschirmten Raum zu verhindern.
(3) Wenn in manchen Situationen eine gute Abschirmwirkung sowohl gegenüber hochfrequenten als auch gegenüber niederfrequenten elektromagnetischen Feldern erforderlich ist, werden oft mehrschichtige Abschirmkörper aus unterschiedlichen metallischen Werkstoffen hergestellt.
Filter
Filtern ist eine wichtige Maßnahme zur Unterdrückung und Vermeidung von Störungen. Das Filtern kann den Pegel leitungsgebundener Störungen erheblich reduzieren, da die Komponenten des Störspektrums nicht mit der Frequenz des Nutzsignals vernetzt sind. Das Filter verfügt über gute Unterdrückungsfähigkeiten für diese Komponenten, die sich von der Frequenz des Nutzsignals unterscheiden, und erreicht so andere schwer zu erreichende Störunterdrückungsfunktionen. Daher ist die Verwendung von Filternetzwerken eine wirksame Maßnahme, sei es zur Unterdrückung von Störquellen und Beseitigung von Störkopplungen oder zur Verbesserung der Entstörungsfähigkeit von Empfangsgeräten. Die Verwendung von Widerstands-Kondensator- und Induktor-Kondensator-Entkopplungsnetzwerken kann den Schaltkreis von der Stromversorgung isolieren, Kopplungen zwischen Schaltkreisen beseitigen und verhindern, dass Störsignale in den Schaltkreis gelangen. Für Hochfrequenzschaltkreise kann ein CLCMπ-Filter verwendet werden, der aus zwei Kondensatoren und einem Induktor (Hochfrequenzdrossel) besteht. Es gibt viele Arten von Filtern, und die Auswahl des geeigneten Filters kann unerwünschte Kopplungen beseitigen.
Richtige Auswahl passiver Bauelemente
Praktische passive Komponenten sind nicht „ideal“ und ihre Eigenschaften unterscheiden sich von idealen Eigenschaften. Praktische Komponenten können selbst eine Störquelle sein, daher ist die richtige Auswahl passiver Komponenten sehr wichtig. Manchmal können die Eigenschaften von Komponenten auch zur Unterdrückung und Vermeidung von Störungen genutzt werden.
Schaltungstechnik
Manchmal können die Anforderungen zur Unterdrückung und Verhinderung von Störungen nach Verwendung einer Abschirmung nicht erfüllt werden. Sie können Abschirmungen kombinieren und Ausgleichsmaßnahmen und andere Schaltungstechnologien ergreifen. Ein symmetrischer Schaltkreis ist ein Schaltkreis, bei dem die beiden Leiter in einem Zweidrahtschaltkreis und alle an die beiden Leiter angeschlossenen Schaltkreise die gleiche Impedanz zur Erde oder zu anderen Leitern haben. Sein Zweck besteht darin, die von den beiden Drähten aufgenommenen Störsignale gleich zu machen. Das Störgeräusch ist zu diesem Zeitpunkt ein Gleichtaktsignal und kann an der Last von selbst verschwinden. Darüber hinaus können auch andere Schaltungstechnologien verwendet werden, wie z. B. Kontaktnetzwerke, Formgebungsschaltungen, Integrationsschaltungen und Strobe-Schaltungen usw. Kurz gesagt ist der Einsatz von Schaltungstechnologie auch eine wichtige Maßnahme zur Unterdrückung und Verhinderung von Störungen.
