GJB151B常見問題解答（43）

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Q43
將設(shè)備的金屬外殼接地對于通過CS112有幫助嗎？

首先給出結(jié)論：有時(shí)有用，有時(shí)無用。
那么什么情況下有用、什么情況下無用呢？
這需要理解接地對于CS112試驗(yàn)，也就是靜電放電試驗(yàn)的影響。

在我們的常識里，將金屬物體接地是對付靜電的最好方法，所以提到靜電防護(hù)，都會想到接地。實(shí)際上，傳統(tǒng)意義上的靜電防護(hù)與CS112中的靜電防護(hù)完全不同。

傳統(tǒng)意義上的靜電防護(hù)
其目的是防止靜電積累，從而避免發(fā)生靜電放電，因此只要接地就可以達(dá)到泄放電荷,避免電荷積累的目的；

CS112的靜電防護(hù)
其目的是防止靜電放電所產(chǎn)生的電磁干擾對電子設(shè)備造成干擾，而接地并不能改變靜電放電這個(gè)事實(shí)。
下面我們具體分析一下接地對電磁干擾的影響。

首先，我們明確一下什么是“地”。大部分人對于“地”的認(rèn)識，是傳統(tǒng)意義上所說的保護(hù)地，所謂保護(hù)地就是建筑物墻上預(yù)留出來的接地端，這個(gè)是為了避免人員受到交流電電擊而設(shè)置的地線，如圖1的左圖所示。

圖1 傳統(tǒng)的地概念
這個(gè)地與外部的大地連接，往往還要求接地電阻小于一定數(shù)值，如圖1的右圖所示。這種保護(hù)地與電磁兼容關(guān)系不大，我們這里討論的“地”與這個(gè)不同。

我們這里討論的地有兩種：
01
一種是進(jìn)行CS112試驗(yàn)所使用的靜電槍的地線所連接地方，也就是試驗(yàn)裝置中的參考地線面，如圖2中的“地2”所示；

圖2 對CS112試驗(yàn)結(jié)果有影響的地線

02
另一種是一塊較大的懸浮金屬物體，如圖2中的“地1”所示。當(dāng)機(jī)殼與這兩種地連接時(shí)，都可能對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

下面我們統(tǒng)一討論，而不進(jìn)行區(qū)分，相應(yīng)的結(jié)論對于兩種地都適用。

為了搞清楚金屬機(jī)殼接地對設(shè)備通過CS112試驗(yàn)有什么影響，大家可以復(fù)習(xí)一下前面關(guān)于金屬殼上的靜電放電對內(nèi)部電路形成影響的機(jī)理。設(shè)備金屬外殼的接地狀態(tài)與其產(chǎn)生的影響有很大不同，這也是我們在結(jié)論中給出的“有時(shí)有效，有時(shí)無效”的一個(gè)理由。我們用圖3表示對金屬機(jī)殼接地效果影響比較明顯的三種狀態(tài)。

圖3 不同的接地狀態(tài)

01
圖3(a)的情況

接地位置距離放電位置很近，并且接地導(dǎo)體的阻抗很低，這時(shí)，發(fā)生放電時(shí)，電荷分別在機(jī)殼上擴(kuò)散，和向地?cái)U(kuò)散。由于地的分流作用，可以減小機(jī)殼上的電流，因此，實(shí)際上是降低了CS112干擾的強(qiáng)度。可以預(yù)見，接地可以減小靜電放電產(chǎn)生的干擾。例如，某攝像設(shè)備，在機(jī)殼上進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)時(shí)，圖像發(fā)生抖動，但是當(dāng)將設(shè)備的金屬外殼通過一根導(dǎo)線連接到參考地時(shí)，故障現(xiàn)象消失。這是由于鏡頭處存在較大的孔洞，電流經(jīng)過孔洞時(shí)，產(chǎn)生較強(qiáng)的電場輻射，接地降低了電流。
02
圖3(b)的情況

雖然接地位置距離放電位置較近，但是接地導(dǎo)體的阻抗較高，因此在放電的瞬間，對于電流的分流作用并不大，因此對電磁干擾的改善效果不明顯。關(guān)于對接地線的阻抗，大家需要注意的是“阻抗”不同于“電阻”，接地線的阻抗主要來自電感成分。電感能夠阻礙電流的突然變化，電流變化越劇烈，阻礙的作用越大，這叫做電感的感抗。顯然對于CS112這種瞬間的放電，接地線的阻礙作用十分明顯，因此當(dāng)接地線的阻抗較大時(shí)，實(shí)際上起不到所謂的分流的作用。那么，接地線的阻抗與什么有關(guān)呢？與接地線的長度有關(guān)，而與截面積、是否是多股線等因素幾乎無關(guān)。
03
圖3(c)的情況

接地位置距離放電位置較遠(yuǎn)。顯然，這時(shí)無論電荷是否擴(kuò)散到地，機(jī)殼上的電流并沒有明顯變化，因此對于電磁干擾的影響較小。


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