如何降低測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)關(guān)噪聲(04-100)

　　最佳化接地

　　應(yīng)同樣重視系統(tǒng)其余部分的設(shè)計(jì)，接地和屏蔽可解決大部分的噪聲問(wèn)題。不合理的接地可能是主要的噪聲源。一個(gè)有效的接地系統(tǒng)必須使從兩個(gè)或多個(gè)電路流經(jīng)公共地阻抗的電流所產(chǎn)生的噪聲電壓最小，并避免生成對(duì)磁場(chǎng)和地電位差敏感的地環(huán)路。

　　盡管接地有很多可能的原因，但兩個(gè)最普通的原因是提供安全和為信號(hào)電壓提供一個(gè)等電位基準(zhǔn)。提供安全地，使得儀器機(jī)箱之間的阻抗破壞和電源線的高壓線經(jīng)低阻抗通路到地。這樣的地總是在零電壓電位。信號(hào)地可以或不是在零電壓而可以認(rèn)為是電路或系統(tǒng)的等電位電路基準(zhǔn)點(diǎn)，或電流返回到源的低阻抗通路。

　　首先，確定是理想地的標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明。第二強(qiáng)調(diào)IR壓降的事實(shí)，這可發(fā)生在地平板內(nèi)并耦合噪聲進(jìn)入信號(hào)導(dǎo)線。

　　設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)將具有信號(hào)通路和確定的返回通路，因?yàn)檫@兩個(gè)通路對(duì)于工作系統(tǒng)是基本的。但是，往往忽略了返回通路。

　　設(shè)計(jì)不好的返回通路可改變依賴關(guān)系。改變返回通路可出現(xiàn)間斷問(wèn)題，并產(chǎn)生不希望噪聲。
　　
　　在大多數(shù)系統(tǒng)中，對(duì)于系統(tǒng)的不同元件需要分離地返回通路。低電平信號(hào)地應(yīng)該與硬件地和有噪聲的地(如繼電器和馬達(dá)地)分離。在敏感系統(tǒng)中，分離信號(hào)地為低電平和數(shù)字地，避免較高電平，較多噪聲的數(shù)字信號(hào)耦合到低電平信號(hào)線。

　　若AC電源分布在整個(gè)系統(tǒng)，則電源地應(yīng)該連接到扣殼或硬件地。單地基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該用于低電平工作。另外，地電平的任何差別將在信號(hào)通路中呈現(xiàn)出噪聲。

　　如圖4所示，若儀器的低端接地(Z2=0)，則ECM直接跨接在Rb，它是與輸入信號(hào)串聯(lián)，然而，浮置的儀器低端(見(jiàn)圖4)使Z2增加到較大的值，并構(gòu)成電壓分壓器，這可降低測(cè)量通路噪聲大約Rb/Z2倍。

　　單點(diǎn)地系統(tǒng)

　　單地不是單點(diǎn)就是多點(diǎn)。單點(diǎn)地可以并聯(lián)或串聯(lián)。為了避免噪聲耦合，最合乎需求的接地方法是串聯(lián)地。這也是最便宜和最容易連線的，所以最廣泛采用。

　　對(duì)于非關(guān)鍵性應(yīng)用，串聯(lián)地工作令人滿意。最關(guān)鍵性電路應(yīng)放置在最靠近主地點(diǎn)。

　　在高頻，限制并聯(lián)單點(diǎn)連接地采用。地導(dǎo)線電感增加地阻抗，而幾個(gè)并聯(lián)地導(dǎo)線會(huì)引起它們之間的電容耦合。隨著頻率的增高，情況會(huì)更加嚴(yán)重，在足夠高的高頻，接地線將如同天線并幅射噪聲。通常，接地線的長(zhǎng)度應(yīng)小于波長(zhǎng)的1/20，以避免幅射和保持低阻抗。

　　多點(diǎn)地系統(tǒng)

　　多點(diǎn)地系統(tǒng)用在高頻，在多點(diǎn)地系統(tǒng)中，來(lái)自所有電路的所有地電流流經(jīng)公共地阻抗。通常，連接電路到最近的可用的低阻抗地平板，這往往是系統(tǒng)機(jī)殼。

　　地平板的低阻抗是由于它的較低的電感所致。到地平板的連接必須盡可能短以使電路和地之間的阻抗最小。

　　頻率低于1MHz，通常單點(diǎn)地系統(tǒng)是較好的；10MHz以上，多點(diǎn)地系統(tǒng)是最好的。對(duì)于1~10MHz，若最長(zhǎng)的地返回長(zhǎng)度小于波長(zhǎng)的1/20，則可采用單點(diǎn)地系統(tǒng)。假若這是不可能的，則應(yīng)該采用多點(diǎn)地系統(tǒng)。