ЖУРНАЛ «СТА» №4/2003

65 СТА 4/2003 www.cta.ru В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА ния со своеобразной иерархией в за- висимости от «чистоты» веток зазем- ления. Такое заземление подробно описано во второй части статьи. Если символ заземления на рисунках при- соединяется пунктирной линией, то подразумевается, что заземление в по- казанной точке не обязательно. Рис. 1. Символ сигнального заземления Ток заземления Это ток, текущий по цепи заземле- ния данного прибора. Иногда этот ток называют уравновешивающим током заземления, поскольку он при- водит к выравниванию разности по- тенциалов заземляемых точек. На- правление тока заземления I g на рис. 2 показано условно. Как правило, ток I g имеет сложный переменный харак- тер, что обусловлено утечками тока от внутренних источников помехового сигнала (например, импульсный ис- точник питания, силовые коммута- ционные цепи). Как правило, внут- ренние утечки устройств носят актив- ноёмкостный характер, а спектр зе- мельного тока I g крайне широкопо- лосный — энергия гармоник доста- точно высока даже на сотнях мега- герц. Это прежде всего относится к устройствам, имеющим импульсный источник питания, и в меньшей сте- пени — к устройствам с линейным источником питания. Рис. 2. Ток заземления Местное заземление Находясь на Луне, заземляться не стоит. Сразу уж залуняйтесь. От автора Это тот случай, когда цепь заземле- ния системы по какимлибо причи- нам не соединена или явно не соеди- нена с землей. Если не касаться во- просов электробезопасности, такая цепь может являться цепью сигналь- ного заземления для системы, если она имеет значительную ёмкость от- I g носительно земли и окружающих це- пей. Цепи цифровой и аналоговой земель Для обозначения земель на схемах или в таблицах обычно применяют следующие мнемонические сокраще- ния: ● GND (DGND, GNDD) — для обозначения цифровой земли; ● AGND (GNDA) — для обозначения аналоговой земли. Наличие у устройства контактов разъёма с обозначением 1 GND (DGND, GNDD) и AGND (GNDA) говорит только о том, что провод цепи GND, подключенный к соответствую- щему контакту разъёма, исходит непо- средственно из точки подключения внутреннего общего провода цифро- вых и импульсных узлов устройства, а провод цепи AGND исходит из обще- го провода аналоговых узлов. При этом (внимание!) сами по себе обозна- чения GND, AGND не говорят о том, куда их нужно подключать. Для выяс- нения этого важнейшего вопроса нуж- но знать тип входа устройства, к кото- рому относится данная цепь GND или AGND, либо тип выхода устройства (типы входов и выходов описаны да- лее) и следовать принципам подклю- чения, изложенным в настоящей ста- тье и относящимся к Вашему случаю подключения устройств. Рис. 3. Символы аналоговой и цифровой земель На рис. 3 показаны типичные обозначения цепей аналоговой и циф- ровой земли. Вообще большинство проблем помехозащищённости воз- никает именно в аналоговых цепях подключения к приборам, в то же вре- мя цифровые интерфейсные сигналы (TTL, CMOS) являются специализи- рованным случаем аналоговых одно- фазных входоввыходов напряжения, поэтому большинство примеров в на- стоящей статье приведено для случая аналогового интерфейса с примене- нием понятия аналоговой земли AGND. При этом те же самые прин- ципы можно применить и для цифро- AGND GND GND AGND вого интерфейса. Еще один пример: известный цифровой интерфейс токо- вая петля подпадает под случай соеди- нения однофазных однополярных то- ковых входоввыходов. Любой цифро- вой интерфейс — это частный случай аналогового, ведь цифровая техника исторически произошла из аналого- вой. Особым случаем является при- бор, на разъёмы которого одновре- менно выведены цепи аналоговой и цифровой земли. Такой подарок име- ют, как правило, многофункциональ- ные приборы с цифровым интерфей- сом управления и аналоговым изме- рительным интерфейсом. Экран Экран в изначальном понимании — это защитная токопроводящая обо- лочка системы, по которой не текут корпусные токи прибора и токи об- щих проводов сигнальных цепей. По- дробности приведены в разделе «Эк- ранированный источник сигнала». Типы источников сигналов Под источником сигнала будем по- нимать то устройство, которое пользо- ватель намерен подключить к элек- трическому входу купленного им при- бора, например, соединить кабелем выход какоголибо датчика со входом пользовательского объекта. Класси- фикация таких источников сигнала и приводится в настоящем разделе. По характеру внутреннего сопротивления Сразу следует оговориться, что вну- треннее сопротивление источника си- гнала почти всегда не носит активно- го характера изза влияния ёмкостей и индуктивностей соединительных проводов, а также частотной зависи- мости выходного сопротивления при- бора. Поэтому речь идет о классифи- кации по активному внутреннему со- противлению на низкой частоте, где указанными факторами можно пре- небречь. К источнику напряжения (рис. 4) можно отнести: ● низкоомный (до 100500 Ом) выход любого прибора, подключенного по- средством короткого кабеля. Чем длиннее кабель, тем более реактив- ным становится эквивалентный вы- ходной импеданс источника напря- жения, тем большее влияние на си- гнальную цепь оказывают импуль- 1 В скобках указаны альтернативные названия