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原文來自：風陵渡口話EMC

一、接地技術發展史

1.1、第一階段：用于雷擊保護

接地技術的引入最初是為了防止電力或建筑物等遭雷擊而采取的保護性措施。在日常生活中我們常見到在各種建筑物上都裝有避雷針，其作用就是把雷電產生的雷擊電流通過避雷針引入大地，從而起到保護建筑物的作用。

1.2、第二階段： 人身安全保護

通過實踐人們認識到，接地也是保護人身安全的一種有效手段，當某種原因引起相線 （如電線絕緣不良，線路老化等）和設備外殼碰觸時，設備的外殼就會有危險電壓產生。 由于我們在電流回路中采取了合理的保護措施，產生的故障電流使得電源熔絲或空氣開關 斷開，以防止設備外殼繼續有危險電壓產生，從而起到了保護人身安全的作用。

1.3、第三階段：作為基準電位參考

隨著電子通信的發展，在接地系統中只考慮防雷和安全已遠遠不能滿足要求了。在通 信局中大量通信設備之間信號的互連要求各設備都要有一個基準“地”作為信號參考地。 由于電子通信設備的復雜化，信號頻率越來越高，在電信系統及通信局站的接地設計中， 信號之間的互擾、電磁兼容問題必須給予特別關注。

1.4、第三階段： 作為回流路徑

隨著信號工作頻率越來越高，信號翻轉速度越來越快，設備的信號回流也被列入“地” 概念中。特別是現在電子產品體積越來越小，信號類型越來越多，模塊電路接地設計直接 決 定信號之間的互擾、電磁兼容問題。

二、接地基礎知識

2.1、地與接地的概念

電路中的〝地〞，一般定義為電路或系統的零電平參考點。它不一定是實際的大地，它可以是設備的外殼或其它金屬板、導線。顧名思義，“接地”就是把某點與電位參考點連接起來，使該點的電位為 0，也就是使該點與地之間的電壓為 0。

目前人們都試圖給“接地”一個明晰的定義；在眾多定義中更認可亨利·奧特的定義：“接地是電流返回其源的低阻抗通道”，電路或系統與“地”之間建立低阻抗通路。

2.2、接地用途的分類

在地系統中，有時一個接地點既承擔保護地，又承擔防雷地的作用； 或既承擔工作地， 又承擔保護地的作用。 而不同功能的地連接，針對電氣對象不同，其處理方式和側重點 還會有所差異。

在此我們只針對電磁兼容方面，來談談接地的用途分類。根據電磁兼容接地目的不同，可以大致分為：屏蔽接地、濾波接地、基準電位穩定、信號回流路徑。

屏蔽接地 ：

為了防止電路工作產生的電場、磁場、電磁場向外輻射，或外部電場、磁場、電磁場在內部電路環路產生干擾，必須進行必要的隔離和屏蔽，這些隔離和屏蔽的金屬必須接地。

濾波接地 ：

濾波器中一般都包含信號線或電源線到地的旁路電容，當濾波器不接地時，這些電容就處于懸浮狀態，起不到旁路作用。

噪聲和干擾抑制：

對內部噪聲和外部干擾的抑制需要或系統上的許多點與地相連，從而為干擾信號提供“最低阻抗”通道。

電路參考：

電路之間信號要正確傳輸，必須有一個公共電位參考點，這個公共電位參考點就是地，因此所有互相連接的電路必須接地

信號回流：

信 號電流總是從源端流出，到達負載端，經參考平面返回到源端，構成信號電流環路， 而參考平面通常會選擇低阻抗的地平面。

三、金屬搭接介紹

3.1、什么是搭接

金屬搭接是在兩金屬之間建立低阻抗通路，目的是為電流提供一均稱的結構體以避免干擾回路。電子通信產品進行搭接設計的主要目的有：降低結構件上面的高頻電位，防止產生地電流噪聲，地環路耦合。防靜電，防止結構件上積累靜電電荷而造成危害。保護人身安全和設備安全。防止雷電放電的危害，也防止電源偶然接地時發生電擊危險。提供故障電流的回流通路，提供信號電流單一、穩定的通路。

3.1.1、影響金屬搭接阻抗的因素：

金屬與金屬搭接的阻抗與金屬的種類、金屬表面的涂敷層、搭接結構等因素有關。如 何減小金屬搭接阻抗，可以從以下方面進行：

? 導體的阻抗與流過電流的截面積密接相關，截面積越大，電阻越小，要減小兩塊金屬之 間的接觸電阻，就要盡量增加它們的接觸面積。當兩塊金屬相互重疊的面積一定時，實 際的基礎面積與金屬表面的平整性有關，金屬表面越平整，實際的接觸面積越大，接觸 電阻越低。

? 金屬之間的接觸電阻還與金屬的表面氧化層有關。任何金屬的表面都會形成氧化膜，不同的金屬材料，氧化的程度不同，鐵、鋁、銅等較活躍的金屬更容易形成氧化膜。如果

氧化膜比相互接觸的金屬軟得多，就很容易被刺穿，而形成金屬接觸。但是，如果氧化 膜較硬，就很難形成有效的導電接觸。

? 金屬的硬度也會影響搭接電阻。在搭接壓力一定的情況下，較軟的金屬由于會產生更大 的塑性形變，因此會形成更大的接觸面積，對應的接觸電阻也就更低。當然，搭接面的 壓力對于搭接電阻也有影響，影響程度與金屬硬度有關。 金屬越硬，壓力影響就越明顯。

實驗表明：金屬表面鍍錫能夠提供很低的阻抗，這是因為錫不僅導電性很很好，而且較軟。

3.1.2、金屬搭接的主要形式：

金屬搭接可以分為永久性的和非永久性的，永久性的搭接指在產品的壽命周期內不會脫開，非永久性搭接是指搭接部位由于檢修、維護等原因需要分離，然后再重新搭接的情況，非永久性搭接可以通過螺絲釘、螺母、鉚接、壓接、或者其它方式實現。

永久性搭接的主要形式有熔焊、釬焊兩種。熔焊是永久性搭接的理想方式、熔焊的高溫可以蒸發掉氧化層等絕緣物質，形成連續的金屬接觸。熔焊形成的搭接具有良好的抗腐蝕性。

釬焊是另外一種較好的永久性搭接方式。釬焊是采用比母材熔化溫度低的釬料，使其熔化將母材連接起來的焊接技術，釬焊分為硬釬焊與軟釬焊。

非永久性搭接通常采用螺釘、鉚接、壓接來實現。很多場合不適合使用永久性搭接的方式，這時采用螺釘連接是最好的選擇，不僅能夠滿足拆卸的需要，而且能夠提供較低的搭接阻抗。螺釘的主要功能是為搭接面提供足夠的壓力，一般要大于 150kPa-200kPa 的壓力，螺釘壓緊的搭接面中，螺釘的主要功能是壓緊搭接面，電流主要流過搭接面，因此對螺釘 的導電性沒有要求。

鉚接并不是理想的搭接手段，它既沒有焊接的良好電氣性能和抗腐蝕性，也沒有螺釘緊固的靈活性，唯一的好處是適合于裝配。電流流過鉚接的搭接面時，鉚釘與搭接體之間的縫隙對于搭接阻抗的影響很大。因此，安裝鉚釘的孔徑要合適，使鉚釘與搭接體之間具有緊密的接觸，并且要避免一切絕緣物質。

3.2、搭接設計：

3.2.1、搭接設計的基本原則：

搭接設計的基本原則是：保證結構件自身、結構與地系統之間良好的電連續性，并提 供足夠低的阻抗（從直流電阻到高頻阻抗），實現結構件的 等電位 連接。 結構件的這種等電位連接對系統安全性和電磁兼容性，甚至產品的正常工作均有十分 重要的影響。 在產品設計初期，結構設計人員就應該重視搭接設計，保證這種等電位連接。

3.2.2、搭接設計的要求：

保證搭接面具有良好的導電性，保證搭接面的清洗干凈，保證搭接面可靠接觸，保證搭接面有足夠的緊固力，保證有足夠的接觸面積。防止搭接點產生電化學腐蝕。

在產品設計中需要注意搭接電阻（即直流搭接電阻）的應用價值，因為搭接電阻并不能直接反映搭接點的性能，而是搭接點的直流電阻和高頻阻抗的綜合性能決定搭接的性能。

由于高頻阻抗測試存在困難，目前暫時只能提出直流搭接電阻的要求。另外，實際上也不能僅用搭接阻抗來衡量系統接地的性能，因為在實際的地系統中地線的感抗在高頻電路中誘發的干擾將遠遠大于搭接電阻造成的危害，沒有必要讓搭接阻抗比連接體本身的固有阻抗還小得多。

3.3、搭接的可靠性：

形成低阻抗的連接并不是難事，難的是長期保持搭接點的低阻抗狀態。影響金屬搭接點阻抗的主要因素是腐蝕。腐蝕就是金屬材料與環境之間相互作用，導致金屬性質發生變化，其包括鹽霧和工業污染物的環境腐蝕性尤為重要，暴露在這些環境中的搭接必須考慮進行保護，防止搭接阻抗變大。

金屬在純凈狀態下的電位序列，揭示了金屬腐蝕的難易程度，處于序列中較高的位置金屬更容易腐蝕。為了緩解腐蝕，可以使用保護漆將搭接點保護起來，也可以使用能與搭接金屬兼容的第三種金屬來減小電解腐蝕。

原文來自：風陵渡口話EMC

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