Como conectar corretamente o aterramento. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Conduz

Como a interferência é uma fonte de sinais indesejados, ela pode ser classificada como ruído. A imunidade ao ruído pode ser alcançada através de aterramento adequado, local de montagem cuidadoso e blindagem. A tarefa de blindagem adequada pode ser bastante complexa, mas pode ser resumida em três princípios simples (que não são de forma alguma fáceis de seguir): 1) O condutor da blindagem deve ser conectado à tensão de referência do sinal (terra do sinal) apenas uma vez ( Ao proteger a interferência de baixa frequência no campo próximo. Ao proteger a interferência de rádio, é melhor selecionar o aterramento experimentalmente); 2) a blindagem e o aterramento do sinal devem ser aterrados na fonte de alimentação no mesmo ponto físico; 3) todos os condutores que transportam o sinal devem ser colocados na blindagem. A instalação adequada deve evitar congestionamento excessivo, longos caminhos de sinal com ou sem blindagem e cruzamentos desnecessários de fios. Em outras palavras, siga boas práticas de design.

Aterramento

O aterramento inadequado tende a fazer com que o circuito capte sinais indesejados. Não é difícil formular o princípio do aterramento adequado, mas às vezes é difícil seguir esse princípio. Este princípio pode ser declarado da seguinte forma: o terra, através do qual a corrente de carga flui para a fonte de alimentação, deve ser conduzido por um fio separado e não combinado com o fio terra do sinal.

Na fig. 1 mostra um exemplo da implementação deste princípio. O objetivo desse aterramento é que muitas vezes a corrente de carga é muitas vezes maior que a corrente do sinal. A corrente de carga, fluindo mesmo através de fios de seção transversal suficientemente grande, pode causar uma queda de tensão (IR) na linha de aterramento. Isso causará uma mudança de tensão nas linhas de referência de tensão de cada amplificador operacional conectado a esta linha de aterramento. Em casos extremos, essa alteração potencial pode chegar a vários milivolts e pode ser uma fonte de erro significativo.

 
Arroz. 1. Esquema de aterramento correto (clique para ampliar)

A e B (em círculos) - fios de aterramento através dos quais uma pequena corrente flui; C e D (em círculos) - fios de aterramento através dos quais uma grande corrente flui; 3 - saída aterrada.

Mais sobre aterramento

Existem duas técnicas que não são levadas a sério mesmo por quem parece saber - isso é aterramento e blindagem. A principal razão para as complicações que podem surgir nesta área reside na formação dos chamados loops de feedback através do solo.

Arroz. 1. Uma situação que leva a consequências graves - correntes de aterramento generalizadas (a); aterramento correto (b).

Tal circuito é criado por correntes que fluem no condutor de aterramento. Esta corrente cria uma queda de tensão que aparece para o sistema como um sinal. Esta situação é mostrada na Fig. 1a., onde o terra do sinal, o condutor comum à fonte de alimentação do amplificador e o condutor terra da própria fonte de alimentação estão conectados a várias correntes na superfície do terra.

Arroz. 2. O método de conectar o aterramento de circuitos analógicos e digitais em uma placa de circuito impresso.

A superfície do solo pode ser um pedaço maciço e grosso de cobre, ou o próprio solo, ou uma grande folha de metal, mas mesmo assim não há certeza de que o problema tenha sido resolvido. Se o "terra" for um fio fino, é quase certo que você encontrará o problema de circuitos de realimentação através do solo.

No caso mostrado na Fig. 2, uma grande corrente (uma corrente "grande" de apenas alguns miliampères) causa uma queda de tensão entre os pontos B e C. Isso pode ser interpretado como um sinal CC na entrada do amplificador. Embora possamos pensar no sinal de entrada entre o ponto A e a linha de entrada do amplificador, a entrada real do amplificador é a tensão relativa ao ponto C.

Muitas vezes falamos sobre a necessidade de aterramento, mas, aparentemente, também há casos em que há muitos pontos de aterramento. A melhor situação é um único ponto de aterramento, conforme mostrado na fig. 1b. Nesse caso, a formação de loops de feedback através do solo é excluída ou, pelo menos, significativamente prejudicada.
Arroz. 2. mostra como isso pode ser feito ao projetar um padrão de condutores impressos em uma placa de circuito impresso. Condutores de aterramento de vários circuitos convergem para um ponto no conector final da placa. Para correntes mais altas, dois condutores paralelos são usados.

Literatura

1. L. Folkenberry "Aplicação de amplificadores operacionais e ICs lineares"
2. J. Kar "Projeto e fabricação de equipamentos eletrônicos" M., "Mir" 1980

Publicação: cxem.net

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