随着产品的复杂程度越来越高,对测量精度和可靠性的要求也是水涨船高。由于版面限制,我将用这篇文章分成三部分,介绍一下仪器和被测件正确的布线和接地方法,以达到减少测量误差的目的。当然,在文章中涉及的原理,可以应用于基本测量设置、数据采集系统和自动测试系统。

电缆规格

可以使用各种各样的通用和专用的电缆。下列因素会影响您选择的电缆类型:

信号的要求—如电压、频率、准确性和测量速度。

互连的要求—比如线缆直径、电缆长度和电缆布线。

维护要求—过渡接头、电缆终端、应变、电缆长度的限制、电缆布线等。

国际上通常会用到各种各样的方法标定电缆。请务必检查您打算使用的电缆类型,务必关注以下的指标:

标称阻抗(绝缘电阻)—在电缆上可以找到,从直流到一定的频率。它随输入信号的频率变化而变化。检查高、低之间,通道与通道之间的屏蔽。高频和射频应用对电缆的阻抗有特别的要求。

绝缘电压—对您的应用,必须足够高。特别要注意是,为了防止电气振荡或设备损坏、系统中所有通道绝缘要考虑到最大值。建议你使用600 V额定绝缘的电线。

电缆电阻——不同线径和长度的电缆的电阻都不同。尽可能使用最大线径,且尽量减少电缆的长度,以尽可能降低电缆的电阻。下表列出了典型几种线径的铜线电缆电阻(铜线温度系数是0.35%°C)。在一些仪器中,会用到仪器特殊的感应线,例如数字万用表四线电阻测量和高性能电源的远端感应,可以补偿电缆电阻引起的电压损耗。

电缆电容——电容随着不同的保温材料类型、电缆长度和电缆屏蔽而改变。电缆应尽量短,这样可以减少电缆电容。在某些情况下,可以使用低电容电缆。

接地技术

接地的目的之一是为了避免地环路,并尽量减少共模噪声。大多数系统应具有至少三个单独的地环路:

1.第一是信号的接地。您还需要在高电平信号、低电平信号和数字信号之间,提供分开的信号地。

2.第二是高噪声硬件的接地,例如继电器、马达、和大功率设备。

3.第三是个接地是用于机箱、机架和机柜。交流电源接地一般应连接到这第三个接地。

一般情况下,对于频率低于1 MHz或低电平信号,使用单点接地。并联接地是比较好的,但这样做成本高,接线也困难一些,并联之后再单点接地是必须的。最重要一点,特别是对于小信号或最精确的测量要求,应该是就近接地。10 MHz以上的频率,使用分开的接地系统。对于1 MHz和10 MHz之间的信号,您可以使用单点接地系统,如果最长的地线回路不超过波长的1/20.在所有情况下,回路电阻和电感应尽量减少。



屏蔽技术

噪声屏蔽必须要考虑到电容和电感耦合。导体与周围的接地屏蔽之间,会产生很大的电容耦合。在开关网络中,这种屏蔽与同轴缆线和连接器的形状相关。对于频率在100 MHz以上信号,建议使用双屏蔽同轴电缆,以降低屏蔽效应。减少回路面积是最有效的应对电磁耦合的方法。在几百千赫以下的信号,双绞线可以抵御电磁耦合。使用屏蔽双绞线,可免于电磁和电容拾取。对1MHz以下的信号可以提供的最大保护,但要确保屏蔽不是会用户传导任何信号。

分离小信号和大信号

如果信号之间的强度比超过20:1,就应该从物理上尽可能将他们分隔开来。应审查整个信号路径,包括布线和相邻的连接。所有未使用的线应该接地或接低端,并放置在感应线通道中。在数据采集系统或ATE系统中,在使用螺丝在接口上固定接线时,切勿影响到临近通道的连接和功能。

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关键字:线缆连接  测量误差  无线辐射干扰

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0509/article_7305.html
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