浅谈电子信息通信工程中设备抗干扰接地设计

作为推动社会发展和经济增长的关键力量，电子信息通信工程实现了飞跃式发展，对我们的工作生活带来了巨大变化。但在电子信息通信工程快速发展的同时，设备干扰问题也越发突出。在这一过程中，会在电磁环境运行背景下，受到内外部因素的干扰，导致通信质量和可靠性受到严重影响。为解决干扰问题，可以进行设备抗干扰接地设计，减少地环路干扰、降低设备接地电阻，以此确保通信信号的准确、稳定和安全传输。

一、电子信息通信工程设备干扰来源

（一）内部干扰因素

第一，电路设计缺陷。导致内部干扰的主要因素之一就是电路设计缺陷，会导致电源噪声、信号串扰等问题的出现，对设备的通信质量和正常运行会产生巨大影响。对于信号串扰来说，是在两条信号线距离过近、走线长度较长等情况下，受到电磁耦合的作用产生的干扰信号。如果信号频率达到GHz 级别时，就会导致误码率增加、信号失真等诸多问题，对通信的可靠性和准确性产生严重影响。

第二，电源噪声。在电子设备中的电源，主要是为各个电路模块提供电能，但如果电源设计不合理，会对设备的正常工作产生较大影响。目前常用的一种电源形式是开关电源，通过开关电路转换电压，在这一过程中会产生高频脉冲电流，从而形成电源噪声。这些电源噪声会对电路的正常工作造成干扰，影响设备性能。

（二）外部干扰因素

第一，电磁干扰。电气设备在运行的过程中会产生电磁辐射，例如，高压输电线路周边有强大的电磁场，如果通信设备靠近高压输电线路，会导致电磁辐射进入通信设备，从而形成电磁干扰。尤其是在电力系统中有大量的隔离开关、断路器、变压器等电气设备，设备在运行的过程中电磁干扰较为强烈，可能会增加误码率、信号失真甚至通信中断。

第二，射频干扰。在我们的日常工作生活中，无线局域网、卫星通信设备、无线电台、手机等设备会发射出不同功率和频率的射频信号。如果通信设备自身的抗干扰能力不足，就容易受到射频干扰的影响。例如，在通信设备附近使用手机时，手机的工作频率一般在 800MHz-2.4GHz 频段，如果发射频段相近，就会对通信质量产生影响。

二、电子信息通信工程设备抗干扰接地设计方法

（一）单点接地设计

目前广泛应用的一种电子信息通信工程设备抗干扰接地设计方式，单点接地就是在一个特定的参考点上集合所有电路系统的接地，构建统一的接地基准。单点接地方式最终目标是避免多个接地点产生的地环路和电位差，最大程度降低外部干扰影响设备的正常运行。把多个电路的接地线连接到公共地线上同一点的串联单相接地，接地线数量相对较少，结构简单，便于实施，在一些小型电子设备中有显著的应用优势。对于单点接线方式实际在应用的过程中，如果电路工作频率小于 1MHz，地环路干扰、公共阻抗耦合的影响比较突出，更适合选择使用单点接地。因为信号频率一般在 20Hz-20kHz这一低频范围，应用单点接地设计可以对干扰有效降低，确保音频信号质量。需要注意的是，在应用单点接地方式时，需要对信号的敏感度、功率差异等相关因素综合考虑，确保信号的稳定性和准确性。

（二）多点接地设计

在高频电路抗干扰接地设计方式中，多点接地就是把设备中的各个需要接地的部分，在最低的低阻抗接地平面上进行连接。如果是单点接地方式，会产生较大的电阻和电感，会增加接地阻抗，干扰信号的传输质量。因此，采用多点接地的方式，可以缩短接地长度，使接地阻抗得以降低，让信号传输受到的干扰得以减少。针对多点接地设计本身来说，通信设备工作频率为 50MHz，采用多点接地可以把接地线长度缩短到 1cm 以内，相比较单点接地的 10cm 有非常大的改进，能够大大降低感抗，有效解决信号衰减和失真等问题。除此之外，多点接地还可以对环路干扰有效减少，在多点接地形式下，各个模块就近接地，可以大幅缩小地环路面积，从而减少干扰电流，提高设备的抗干扰能力。实际在应用多点接地时，需要确保接地平面的低阻抗和导电性，选择的材料一般为铝板、金属铜板等。

（三）混合接地设计

融合了单点接地和多点接地的方式，混合接地将不同阻抗的特性充分展现了出来，可以充分发挥出接地系统在高频环境和低频环境下的抗干扰作用。如果是低频信号和干扰，电感会呈现出低阻抗特性，也就是短路；如果呈现出高阻抗特性，会导致高频电流无法通过，从而电容出现低阻抗特性，对高频信号在设备内部的干扰和反射减少。在工作频率比较复杂的场景中比较适用混合接地方式，包含了多种形式的优势，使设备抗干扰能力和通信质量得到大幅提升。

（四）接地电阻优化

作为衡量电子信息通信工程设备抗干扰接地系统性能的核心指标，接地电阻的大小直接关系到设备的抗干扰能力。如果接地电阻过大，会导致接地系统电位升高，让设备受干扰的风险大大增加。当设备受到强电磁干扰或雷电电磁脉冲干扰时，会导致电流无法快速流入大地，从而使设备内部的感应电压升高，甚至对设备的电子元件造成击穿。为提高设备抗干扰能力，需要降低接地电阻，可以采用新型接地材料、降阻剂、优化接地体设计等多种方式。对于接地体设计的优化，为了达到降低接地电阻的效果，可以通过增加接地体长度和表面积的方式。另外，可以通过搭建复合接地体，将垂直接地体、水平接地体结合起来，让接地效果得以提升。另外，也可以使用降阻剂的方式，通常会采用碳纤维、石墨等良好导电性能的材料，敷设在接地体周边，形成良好的导电性能区域。

三、结束语

总而言之，在开展电子信息通信工程设备抗干扰接地设计的过程中，需要严格按照通信工程、行业规章制度等，确保设计的地线位置具备较高的合理性和科学性，有较强的设备抗干扰能力。在这一过程中需要选择最为合适的接地技术，对电磁干扰进行有效规避，切实满足在各类复杂环境的应用。

【参考文献】

[1] 刘洋 , 戴浩 . 电子信息通信工程中设备抗干扰接地设计技术研究[J]. 无线互联科技,2021,18(20):3-4.