Toma de tierra
La conexión a tierra es un tema muy importante para los dispositivos electrónicos. Existen tres propósitos de conexión a tierra:
(1) La conexión a tierra garantiza que todos los circuitos de la unidad en todo el sistema de circuito tengan un potencial cero de referencia común, lo que garantiza el funcionamiento estable del sistema de circuito.
(2) Evite las interferencias de campos electromagnéticos externos. La conexión a tierra de la carcasa puede liberar muchas cargas acumuladas en la carcasa debido a la inducción electrostática a través de la tierra; de lo contrario, el alto voltaje formado por estas cargas puede provocar una descarga de chispas dentro del equipo y causar interferencias. Además, para el cuerpo de protección del circuito, si se selecciona una conexión a tierra adecuada, también se puede lograr un buen efecto de protección.
(3) Asegúrese de trabajar de forma segura. Cuando se produce una inducción electromagnética directa por rayos, se pueden evitar daños a los equipos electrónicos; cuando el voltaje de entrada de la fuente de alimentación de CA de frecuencia de potencia está conectado directamente a la carcasa debido a un aislamiento deficiente u otras razones, se pueden evitar accidentes por descargas eléctricas para los operadores. Además, muchos dispositivos médicos están conectados directamente al cuerpo del paciente y, cuando la carcasa lleva un voltaje de 110 V o 220 V, existe un peligro fatal.
Por lo tanto, la conexión a tierra es el método principal para suprimir el ruido y evitar las interferencias. La conexión a tierra puede entenderse como un punto equipotencial o una superficie equipotencial, que es el potencial de referencia de un circuito o sistema, pero no necesariamente el potencial de tierra. Para evitar posibles daños causados por la caída de rayos y la seguridad personal de los trabajadores, la carcasa de los equipos electrónicos y los componentes metálicos de la sala de ordenadores deben estar conectados a tierra, y la resistencia de la conexión a tierra generalmente debe ser pequeña y no puede superar el valor especificado.
Básicamente, existen tres tipos de métodos de conexión a tierra para circuitos: conexión a tierra de un solo punto, conexión a tierra de múltiples puntos y conexión a tierra híbrida. La conexión a tierra de un solo punto se refiere a un circuito en el que solo se define un punto físico como punto de referencia de conexión a tierra. Todos los demás puntos que requieren conexión a tierra se conectan directamente a este punto. La conexión a tierra de múltiples puntos se refiere a la conexión directa de cada punto de conexión a tierra de un sistema al plano de conexión a tierra más cercano, para minimizar la longitud del cable de conexión a tierra. El plano de conexión a tierra puede ser la placa inferior del equipo, el cable de conexión a tierra que recorre todo el sistema y, en sistemas más grandes, también puede ser el marco estructural del equipo, etc. La conexión a tierra híbrida se refiere a la conexión de aquellos puntos de conexión a tierra de alta frecuencia que solo necesitan estar conectados a tierra, utilizando condensadores de derivación y planos de conexión a tierra. Sin embargo, se deben realizar esfuerzos para evitar la resonancia causada por la capacitancia de derivación y la inductancia del cable.
Blindaje
El blindaje es el aislamiento metálico entre dos áreas espaciales para controlar la inducción y radiación de campos eléctricos, campos magnéticos y ondas electromagnéticas de una zona a otra. En concreto, el blindaje se utiliza para rodear las fuentes de interferencia de componentes, circuitos, conjuntos, cables o el sistema completo para evitar la propagación de campos electromagnéticos de interferencia; encerrar el circuito, equipo o sistema receptor con blindaje para evitar que se vean afectados por campos electromagnéticos externos.
Debido a que el blindaje desempeña un papel en la absorción de energía (pérdida por corrientes de Foucault), la reflexión de energía (reflexión de ondas electromagnéticas en la interfaz del blindaje) y la cancelación de energía (la inducción electromagnética genera campos electromagnéticos inversos en la capa de blindaje, que pueden compensar parcialmente las ondas electromagnéticas de interferencia) contra ondas electromagnéticas de interferencia externa, como cables, alambres, componentes, circuitos o sistemas, así como ondas electromagnéticas internas, el blindaje tiene la función de reducir la interferencia.
Los principios para seleccionar materiales de blindaje son:
(1) Cuando la frecuencia del campo electromagnético interferente es alta, la corriente de Foucault generada en el material metálico con baja resistividad se utiliza para compensar las ondas electromagnéticas externas, logrando así un efecto de protección.
(2) Cuando la frecuencia de las ondas electromagnéticas interferentes sea baja, se deben utilizar materiales con alta permeabilidad magnética para limitar las líneas de fuerza magnética dentro del blindaje y evitar que se propaguen al espacio blindado.
(3) En algunas situaciones, si se requieren buenos efectos de protección tanto para campos electromagnéticos de alta como de baja frecuencia, los cuerpos de protección multicapa suelen estar hechos de diferentes materiales metálicos.
Filtrar
El filtrado es una medida importante para suprimir y prevenir interferencias. El filtro puede reducir significativamente el nivel de interferencia conducida, porque los componentes del espectro de interferencia no se interconectan con la frecuencia de la señal útil. El filtro tiene buenas capacidades de supresión para estos componentes que son diferentes de la frecuencia de la señal útil, logrando así otras funciones de supresión de interferencias que son difíciles de lograr. Por lo tanto, el uso de redes de filtrado es una medida poderosa ya sea para suprimir fuentes de interferencia y eliminar el acoplamiento de interferencias, o para mejorar la capacidad antiinterferencias del equipo receptor. El uso de redes de desacoplamiento de resistencia-condensador e inductor-condensador puede aislar el circuito de la fuente de alimentación, eliminar el acoplamiento entre circuitos y evitar que las señales de interferencia ingresen al circuito. Para circuitos de alta frecuencia, se puede utilizar un filtro CLCMπ compuesto por dos condensadores y un inductor (estrangulador de alta frecuencia). Hay muchos tipos de filtros y la selección del filtro apropiado puede eliminar el acoplamiento no deseado.
Selección correcta de componentes pasivos
Los componentes pasivos prácticos no son "ideales" y sus propiedades difieren de las propiedades ideales. Los componentes prácticos pueden ser en sí mismos una fuente de interferencias, por lo que la selección correcta de los componentes pasivos es muy importante. A veces, las características de los componentes también se pueden utilizar para suprimir y prevenir las interferencias.
Tecnología de circuitos
En ocasiones, los requisitos de supresión y prevención de interferencias no se pueden cumplir después de utilizar el blindaje. Se puede combinar el blindaje con medidas de equilibrado y otras tecnologías de circuitos. Un circuito equilibrado es aquel en el que los dos conductores de un circuito de dos hilos y todos los circuitos conectados a los dos conductores tienen la misma impedancia a tierra o a otros conductores. Su finalidad es hacer que las señales de interferencia captadas por los dos hilos sean iguales. El ruido de interferencia en este momento es una señal de modo común y puede desaparecer por sí solo en la carga. Además, también se pueden utilizar otras tecnologías de circuitos, como redes de contactos, circuitos de conformación, circuitos integradores y circuitos estroboscópicos, etc. En resumen, el uso de la tecnología de circuitos también es una medida importante para suprimir y prevenir interferencias.
