Come collegare correttamente la messa a terra. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protezione delle apparecchiature dal funzionamento di emergenza della rete

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Conduce

Poiché l'interferenza è una fonte di segnali indesiderati, può essere classificata come rumore. L'immunità al rumore può essere ottenuta mediante un'adeguata messa a terra, un'attenta posizione di montaggio e la schermatura. Il compito di una corretta schermatura può essere piuttosto complesso, ma può essere ridotto a tre semplici principi (che non sono affatto facili da seguire): 1) Il conduttore schermato deve essere collegato alla tensione di riferimento del segnale (terra del segnale) solo una volta ( Quando si schermano le interferenze a bassa frequenza nel campo vicino (quando si schermano le interferenze radio, è meglio selezionare sperimentalmente la messa a terra); 2) lo schermo e la massa del segnale devono essere messi a terra sull'alimentatore nello stesso punto fisico; 3) tutti i conduttori che portano il segnale devono essere posti nello schermo. Una corretta installazione dovrebbe evitare un'eccessiva congestione, lunghi percorsi del segnale con o senza schermatura e inutili incroci di cavi. In altre parole, seguire le buone pratiche di progettazione.

Fondamento

Una scarsa messa a terra tende a far sì che i circuiti raccolgano segnali indesiderati. Non è difficile formulare il principio di una corretta messa a terra, ma a volte è difficile seguire questo principio. Questo principio può essere affermato come segue: la terra, attraverso la quale la corrente di carico scorre verso l'alimentazione, deve essere eseguita da un filo separato e non combinata con il filo di terra del segnale.

Sulla fig. 1 mostra un esempio di attuazione di tale principio. Il punto di questa messa a terra è che spesso la corrente di carico è molte volte maggiore della corrente del segnale. La corrente di carico, che scorre anche attraverso fili di sezione sufficientemente ampia, può causare una caduta di tensione (IR) sulla linea di terra. Ciò causerà una variazione di tensione sulle linee di riferimento della tensione di ciascun amplificatore operazionale collegato a questa linea di terra. In casi estremi, questo cambiamento di potenziale può ammontare a diversi millivolt e può essere fonte di errori significativi.

 
Riso. 1. Schema di messa a terra corretto (clicca per ingrandire)

A e B (in cerchi) - fili di terra attraverso i quali scorre una piccola corrente; C e D (in cerchi) - fili di terra attraverso i quali scorre una grande corrente; 3 - uscita con messa a terra.

Maggiori informazioni sulla messa a terra

Ci sono due tecniche che non vengono prese sul serio nemmeno da coloro che sembrano sapere: questa è la messa a terra e la schermatura. La ragione principale delle complicazioni che possono sorgere in quest'area risiede nella formazione dei cosiddetti circuiti di feedback attraverso il terreno.

Riso. 1. Una situazione che porta a gravi conseguenze - correnti di terra diffuse (a); corretta messa a terra (b).

Un tale circuito è creato dalle correnti che fluiscono nel conduttore di terra. Questa corrente crea una caduta di tensione che appare al sistema come un segnale. Questa situazione è mostrata in Fig. 1a., dove la massa del segnale, il conduttore comune all'alimentazione dall'amplificatore e il conduttore di terra dell'alimentatore stesso sono collegati a varie correnti sulla superficie del terreno.

Riso. 2. Il metodo per collegare la terra di circuiti analogici e digitali su un circuito stampato.

La superficie del terreno può essere un pezzo di rame massiccio e spesso, o il terreno stesso, o un grande foglio di metallo, ma anche in questo caso non vi è alcuna certezza che il problema sia stato risolto. Se la "terra" è un filo sottile, quasi sicuramente incontrerai il problema dei circuiti di feedback attraverso la terra.

Nel caso mostrato in Fig. 2, una grande corrente (una "grande" corrente di pochi milliampere) provoca una caduta di tensione tra i punti B e C. Questo può essere interpretato come un segnale CC all'ingresso dell'amplificatore. Sebbene si possa pensare che il segnale di ingresso si trovi tra il punto A e la linea di ingresso dell'amplificatore, l'ingresso effettivo all'amplificatore è la tensione relativa al punto C.

Si parla spesso della necessità della messa a terra, ma, a quanto pare, ci sono anche casi in cui ci sono troppi punti di messa a terra. La situazione migliore è un singolo punto a terra, come mostrato in fig. 1b. In questo caso, la formazione di anelli di retroazione attraverso la massa è esclusa o almeno ostacolata in modo significativo.
Riso. 2. mostra come questo può essere fatto quando si progetta un modello di conduttori stampati su un circuito stampato. I conduttori di terra di vari circuiti convergono in un punto sul connettore terminale della scheda. Per correnti più elevate, vengono utilizzati due conduttori paralleli.

Letteratura

1. L. Folkenberry "Applicazione di amplificatori operazionali e circuiti integrati lineari"
2. J. Kar "Progettazione e produzione di apparecchiature elettroniche" M., "Mir" 1980

Pubblicazione: cxem.net

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