2017-08-27 11:54:06
大家最爱的衡真课堂系列,今天给大家讲讲什么是信号接地。
信号接地简单来讲即是给信号一个参考电位。
——此部分为科普铺垫,说明接地的必要性——
我们知道,只要是电信号,不管其实电源还是信号量,都必须有一个参考电位,就好比你要测身高,尺子的零刻度一定要对齐你脚下的地一样。所以电信号都要有一个参考电位,而通常我们都是选择“地”(Ground,GND)为参考电位。
所以说,电信号的测量取的都是相对值,而“地”就是给这些量的一个共同的参考,“最初状态”。就好像一群人一起比身高,都要站在同一平面一样。
当然也有电工作在“高楼中”,需要悬空。但一定也通过某种介质与地相连,天线。
类似的还有国际货币以美元结算。大家都接地,才有一个交流的平台。
而对一些精度和抗干扰较高的应用场合,还要再具体再分为各种地,比如数字地、模拟地、信号地、交流地、直流地、屏蔽地、浮地。
——此部分为正式答案——
既然都是“地”,干嘛要分开呢?因为我们理想中的导线是没有电阻的,你把所有负载都加上去无论电流多大,这个“地”都是等电位的,这样的话理论上只用一个“地”就好了。
但是........
实际应用中这种情况是不存在的,导线多多少少都会有电阻,这样有较大的电流流过就会产生压降,产生电位偏移。因此如果把电源地和信号地接在一起的话,可能就有问题了,因为电源的电流相比信号的电流要大很多,甚至是大几个数量级,这样的电流流过导线会产生压降,也就导致你的地电位比真正的地电位要高,这时候就会影响你测量的精度。比如本来信号是0.5V,结果你的地电位由于压降达到了0.1V,你测得的值就只有0.4V了。
再补充点。接地就是在系统某个选定点与某个与某个电位基准面之间建立低阻抗导电通路。
理想的接地导体是一个零电阻的实体,任何电流在接地导体中流过都不应该产生电压降,各接地点之间不应该存在电位差。
一般来说,信号接地是为信号电压提供一个稳定的零电位参考点。目的是为电路提供一个相同的参考电位。
但实际上因为信号地是信号的低阻抗回流路径,这就说明在地线上有电流,地线两端有电压,地线电位也不相等,也与假设信号地能够为电路提供相同的参考电位并不相符,这就是地线干扰。
所以,信号地应该是在系统和设备中,采用低阻抗的导线为各种电路提供具有共同参考电位的信号返回通路。