接地系统的抗干扰技术

对计算机控制系统是极为重要的，不恰当的接地会对系统产生严重的干扰，而正确的接地却是抑制干扰的有效措施之一。计算机控制系统中接地的目的通常有两个：一个是为了安全，即安全接地；而是为了保证控制系统稳定可靠工作，提供一个基准电位的接地，即工作接地。计算机控制系统中，一般有以下几种地线：模拟地、安全地、系统地和交流地。而系统地是这几种地的最终回流点，直接与大地相连。
模拟地作为传感器、变送器、放大器、模数转换和数模转换中模拟电路的零电位。模拟信号有精度要求，有时信号比较小，而且与生产现场相连。因此必须认真对待模拟地。
为控制系统中各种数字电路的零电位，应该与模拟地分开，避免模拟信号受数字脉冲的干扰。目的是使设备机壳与大地等电位，以避免机壳带电影响人身和设备的安全。通常安全地又称为保护地或机壳地，机壳包括机架、外壳和保护罩等。

计算机交流供电电源地，即为动力线地，它的地电位很不稳定。在交流地上任意两点之间，往往很容易有几伏甚至几十伏的电位差存在。另外交流地也很容易带来各种干扰。因此，交流地绝对不允许与上述几种地相连，而且，交流电源变压器的绝缘性要好，要避免漏电现象。

显然，正确接地是一个十分重要的问题。根据接地理论分析，低频电路应单点接地，在系统中相距较远的各部分的地线必须汇集在一起，接在同一个接地装置上，接地线要尽量短，其电阻率也尽量小。但在高频情况下，单点接地时不宜采用的，只因为这种接地方式连线太多，线与线之间及电路各元件之间分布电容较大，高频干扰信号将通过电容耦合而混入测量信号之间。所以，在处理高频信号时，不仅连接的排列、元件的位置布局要讲究、接地方式也应采取多点接地。一般来说，当频率小于1MHz时，可采用多点接地方式。在两者之间，如果单点接地其地线长度不得超过波长的二十分之一，否则应使用多点接地。单点接地的目的是避免形成地环路，地环路产生的电流会引入到信号回路内引起干扰。

在过程控制计算机系统中，对上述各种地的处理一般是采用分别回流法单点接地。模拟地、数字地、安全地分别回流到大地。回流线常采用回流条而不采用一般的导线。回流条由铜导体构成，界面呈矩形，各层之间有绝缘层。采用多层回流条可以减小自感，从而减小干扰的串入途径。

另外，在输入通道中，为防止干扰，传感器、变送器和信号放大器通常采用屏蔽罩进行屏蔽，而信号线往往采用屏蔽信号线。屏蔽层的接地也应采用取单点接地方式，关键是确定接地位置。输入信号源有接地和浮地两种情况。信号源端接地，而接收端浮地，则屏蔽层应在信号源端接地，这种接地方式是为了避免渡过屏蔽层的电流通过屏蔽层与信号间的电容产生对信号的干扰。一般输入信号比较小，而模拟信号又容易受到干扰。因此，对输入系统的接地和屏蔽应格外重视。   供电的终端和信号始端屏蔽线接地。

对于高增益放大器，一笛膜采用金属罩屏蔽起来。但屏蔽罩的接地要合理，否则，将引起干扰。屏蔽罩与放大器之间存在寄生电容，从而使放大器的输出端到输入端有一反馈电路，如不消除，放大器有可能产生振荡，解决的办法是将屏蔽罩接到放大器的公共端，将寄生电容旁路，从而消除反馈通道。

为了提高计算机的抗干扰能力，可以将主机外壳作为屏蔽，而把机内器件与外壳绝缘，绝缘电阻大于50mΩ，即机内信号地浮地。主机与外部设备地连接后，采用一点接地。为避免多点接地，各机柜用绝缘板垫起来。这种接地方式安全可靠，有一定的抗干扰能力。