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Cómo conectar correctamente la conexión a tierra. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Dado que la interferencia es una fuente de señales no deseadas, puede clasificarse como ruido. La inmunidad al ruido se puede lograr mediante una conexión a tierra adecuada, una ubicación de montaje cuidadosa y blindaje. La tarea de un blindaje adecuado puede ser bastante compleja, pero se puede reducir a tres principios simples (que de ninguna manera son fáciles de seguir): 1) El conductor de blindaje debe conectarse al voltaje de referencia de la señal (tierra de la señal) solo una vez ( Al proteger interferencias de baja frecuencia en el campo cercano (al proteger interferencias de radio, es mejor seleccionar la conexión a tierra de forma experimental); 2) el blindaje y la tierra de señal deben estar conectados a tierra en la fuente de alimentación en el mismo punto físico; 3) todos los conductores que lleven la señal deben estar colocados en la pantalla. Una instalación adecuada debe evitar la congestión excesiva, largos recorridos de señal con o sin blindaje y cruces innecesarios de cables. En otras palabras, siga buenas prácticas de diseño.

Conexión a tierra

Una conexión a tierra deficiente tiende a hacer que el circuito capte señales no deseadas. No es difícil formular el principio de puesta a tierra adecuada, pero a veces es difícil seguir este principio. Este principio se puede establecer de la siguiente manera: la conexión a tierra, a través de la cual fluye la corriente de carga hacia la fuente de alimentación, debe llevarse a cabo mediante un cable separado y no combinado con el cable de conexión a tierra de la señal.

En la fig. 1 muestra un ejemplo de la implementación de este principio. El punto de esta conexión a tierra es que, a menudo, la corriente de carga es muchas veces mayor que la corriente de la señal. La corriente de carga, que fluye incluso a través de cables de una sección transversal suficientemente grande, puede causar una caída de voltaje (IR) en la línea de tierra. Esto provocará un cambio de voltaje en las líneas de referencia de voltaje de cada amplificador operacional conectado a esta línea de tierra. En casos extremos, este cambio de potencial puede ascender a varios milivoltios y puede ser una fuente de error significativo.

 Cómo conectar correctamente el suelo. esquema de puesta a tierra
Arroz. 1. Esquema de puesta a tierra correcto (haga clic para ampliar)

A y B (en círculos): cables de tierra a través de los cuales fluye una pequeña corriente; C y D (en círculos): cables de tierra a través de los cuales fluye una gran corriente; 3 - salida a tierra.

Más sobre puesta a tierra

Hay dos técnicas que no se toman en serio ni siquiera por aquellos que parecen saber: esta es la puesta a tierra y el blindaje. La razón principal de las complicaciones que pueden surgir en esta área radica en la formación de los llamados bucles de retroalimentación a través del suelo.

Cómo conectar correctamente el suelo
Arroz. 1. Una situación que tiene consecuencias graves: corrientes de puesta a tierra generalizadas (a); conexión a tierra correcta (b).

Un circuito de este tipo se crea mediante corrientes que fluyen por el conductor de puesta a tierra. Esta corriente crea una caída de voltaje que aparece ante el sistema como una señal. Esta situación se muestra en la Fig. 1a., donde la tierra de la señal, el conductor común a la fuente de alimentación del amplificador y el conductor de tierra de la propia fuente de alimentación están conectados a varias corrientes en la superficie de tierra.

Cómo conectar correctamente el suelo
Arroz. 2. El método de conexión a tierra de circuitos analógicos y digitales en una placa de circuito impreso.

La superficie del suelo puede ser una pieza de cobre maciza y gruesa, o el suelo mismo, o una gran hoja de metal, pero incluso entonces no hay certeza de que el problema se haya resuelto. Si la "tierra" es un cable delgado, es casi seguro que encontrará el problema de los circuitos de retroalimentación a través de la tierra.

En el caso mostrado en la Fig. 2, una corriente grande (una corriente "grande" de solo unos pocos miliamperios) provoca una caída de voltaje entre los puntos B y C. Esto puede interpretarse como una señal de CC en la entrada del amplificador. Aunque podemos pensar que la señal de entrada está entre el punto A y la línea de entrada del amplificador, la entrada real al amplificador es un voltaje relativo al punto C.

A menudo hablamos de la necesidad de conexión a tierra, pero, aparentemente, también hay casos en los que hay demasiados puntos de conexión a tierra. La mejor situación es un solo punto de tierra, como se muestra en la fig. 1b. En este caso, la formación de bucles de retroalimentación a través del suelo se excluye o al menos se dificulta significativamente.
Arroz. 2. muestra cómo se puede hacer esto al diseñar un patrón de conductores impresos en una placa de circuito impreso. Los conductores de tierra de varios circuitos convergen en un punto en el conector final de la placa. Para corrientes más altas, se utilizan dos cables paralelos.

Literatura

  1. L. Folkenberry "Aplicación de amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales"
  2. J. Kar "Diseño y fabricación de equipos electrónicos" M., "Mir" 1980

Publicación: cxem.net

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