汽车电子信息通信工程中的设备抗干扰接地设计方法

发表时间:2020/11/5   来源:《科学与技术》2020年28卷第19期   作者:杨国鑫 武梁
[导读] 随着电子信息技术快速发展,在各个领域中,都开始利用相关技术进行信息的传播以及电子的通信,汽车的电子信息通信工程的建立和完善也成为了目前该行业发展的重要内容之一,而围绕着各种先进的信息通信技术也开展了更多相关的研究工作
        杨国鑫 武梁
        长城汽车股份有限公司产品数字化中心 河北保定 071000
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        摘要:随着电子信息技术快速发展,在各个领域中,都开始利用相关技术进行信息的传播以及电子的通信,汽车的电子信息通信工程的建立和完善也成为了目前该行业发展的重要内容之一,而围绕着各种先进的信息通信技术也开展了更多相关的研究工作。在工程建设中,设备受到干扰会造成信噪比下降等故障问题的产生,因此提升设备的抗干扰能力是目前急需解决的问题。而本文主要对电子信息通信工程中设备抗干扰接地设计方法进行详细研究。
        关键词:汽车;电子信息;通信工程;抗干扰
1.抗干扰接地介绍
        电子信息通信工程设备在运行的过程中,接地方式对整个设备的安全运行十分重要。因地线只有在没有电压存在的情况下,才会处于安全状态,所以在进行实际运行时,信号源就需要通过地线进行回流,以此使地线因阻抗而产生电位差异,但如果接地方式存在问题的话,就有可能会使地线产生电位差,导致电路的正常工作受到严重影响[1]。因此,电子信息通信工程设备在运行时,就需要采取一些抗干扰接地措施,使地线为等电位,从而保障整个电子信息通信工程设备的正常运行。另外,电子信息通信工程系统较为繁琐,有着很多的干扰因素,而想要提升抗干扰接地的质量,就需要遵守一定的规则。比如在连接地面信号源和信号测量装置时,需符合实际需求的同时也要注意连接的规范性和合理性,确保提升整个电子通讯系统的抗干扰水平;对电气绝缘问题也要注意,将噪声地线、负载地线与其他地线分隔开,并保持一定距离;还有对数字信号和模拟信号也要进行分别设置等等。
2.当前电子信息通信工程设备接地处理中存在的问题
        在我们日常生活中,使用的电力能源往往是220伏的,这是确保电力系统能够稳定运行的最佳电压,与此同时,额定电压值也是220伏[2]。对这一电压进行有效的设置,不但能够使设备处于稳定的运行状态,同时还可以有效完成各种设备的主要作用。要想使通信工程得到大规模的建设,以及大量增加相应的通信设施,仍然需要相同的额定电压,如果在电路的具体使用中,出现一些故障问题,相关的工作人员就要进行及时的解决,常见的问题主要包括:设备漏电,跑电等方面的问题,这些问题的存在主要受到外界环境的影响,以及设备本身存在的一些缺陷,从而使得通信工程会受到一定的影响。主要的原因在于:工作人员在实际的工作中,使得设备在接地设置上存在一些不足之处,甚至也有可能是压根就没有设置接地。因此,如果设备出现漏电的现象,当人们接触到这一设备,就会和通电设备及地面间形成一个通路装置,如果电流较大时,就会给人们的身体健康带来一定的危害,从而造成严重的电路事故。所以,在相应的装置中,有效设置接地装置是非常管用的。不管是工作人员的安全还是设备的完整性都有着非常重要的作用。
3.汽车电子信息通信工程中的设备抗干扰接地设计
3.1降低接地线阻抗的有效方法
        在设备抗干扰接地中,地线出现电势差的主要是地线本身产生的阻抗所造成的[3]。因此为了尽量避免电势差的产生,就应当控制好设备抗干扰接地线的阻抗,达到汽车电子信息通信更加稳定的效果。首先要根据相关的计算公式计算出接地线阻抗的具体参数信息。根据电流的周期性变化,可以将电流分为直流电和交流电,在不同的电流中,地线阻抗的计算方法也不同。在交流电中,电阻抗的计算公式为:
        (1)
         
        在公式(1)中,RAC表示为交流电中的电阻;r表示为交流电中导线的半径长度,通过公式(1)可以看出,在交流电当中,导线的半径大小是影响交流电接地线阻抗的主要影响参数。
        在直流电中,电阻抗的计算公式为:

        (2)
        在公式(2)中,RDC表示为直流电中的电阻;ρ表示为不同接地线材质的不同电阻率;s表示为交流电接地线中的电流通过的有效长度;A表示为接地线的横截面的表面面积。通过公式(2)可以看出,在直流电中,不同材质的接地线电阻率、交流电电流通过的有效长度以及接地线自身的横截面面积是导致直流电产生阻抗的几个参数。通过对直流电和交流电的地线阻抗的计算公式(1)、(2)进行分析,可以得出结论,影响接地线产生阻抗的主要原因是接地导线自身的横截面面积。因此,要想有效的降低地线的阻抗,需要将导线的横截面积作为切入点。在设计设备的抗干扰接地时,根据汽车电子信息通信的相关规定,应当尽可能的选取横截面面积较大的导线,从而降低接地线产生的阻抗。
        降低接地线阻抗的方法中,除了对接地线的横截面面积进行控制外,接地线中的电感也是影响接地线产生阻抗的关键要素之一。电感的计算公式为:

(3)
        在公式(3)中,L表示为圆截面导线的电感;s表示为地线的导线长度;d表示为地线的导线直径。由公式(3)可以看出,电感的数值主要与地线的导线长度有关。因此,可以说明,当地线的横截面积确定后,在接地线当中增设几个接地点,用来缩短接地线的导线长度,也可以有效的缓解接地线中的阻抗产生。
        通过上文分析可以得出,当汽车电子信息通信工程处于相对高频的状态中,应该尽可能的缩短接地线的导线长度,以达到有效避免接地线产生阻抗的目的,从而让汽车电子信息通信工程设备的抗干扰能力提升的目的。除此之外,还可以通过使地线中铜片的横截面积扩大到最大程度,来降低地线的阻抗,并将其作为地线介入,也可以达到提高汽车通信工程设备的抗干扰能力的效果。
        1.2布线设计
        在汽车电子信息通信工程中,运用的设备有很多种,并且每种设备的接地线方式也有所区别,因此在整个抗干扰接地设计中,必然会存在大量复杂的布线模式。同时,每种设备的接地部分通常情况下为公共区域,因此,如果设备抗干扰接地设计存在不合理的现象,很可能会对整个通信工程的稳定运行产生较大的影响。因此,在设计设备抗干扰接地时,要对布线进行合理的布局设计。在对接地点的位置上进行布线时,布局过于稀疏可能会造成布线的成本增加,而过于密集又会影响设备的抗干扰能力。因此,在接地时要根据实际的情况进行具体的分析,选用最安全、最可靠的方式对布线进行设计。
        1.3设备屏蔽线的接地长度
        在汽车电子信息通信工程中,每一种设备的接线方式都有所不同。因此在对设备抗干扰接地方法进行设计时,应当在屏蔽层的两端设置接地,同时,考虑到接地线长度和信号的波长之间存在着联系,当信号波的波长超过接地线长度的75%,则会产生较大的干扰,从而造成汽车电子信息通信工程的稳定性降低。因此在设计屏蔽线接地时,应将接地线的长度控制在信号波波长的25%以内,从而减少对信息通信的干扰。
        结束语
        随着电子信息通信技术在社会中的逐渐普及,使人们对其的要求也就越来越多。而想要提高整个电子信息通信工程的使用效果,就需要对接地方式进行有效设计,确保通信设备的工作质量,从而使电子信息通信工程设备具有一定的抗干扰能力。
        参考文献:
        [1]班冰冰,王雪莲.对电子通信工程中设备抗干扰接地的有效设计探讨[J].中国高校科技,2017,56(01):102-105.
        [2]陈强.浅谈电子通信工程中设备抗干扰接地措施[J].山东工业技术,2017,65(24):148-149.
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