Войти
В электротехнике плоскость заземления является электрически проводящая поверхность, обычно подключенная к электрическому заземлению. Этот термин имеет два разных значения в разных областях электротехники. В теории антенны заземляющий слой - это проводящая поверхность, большая по сравнению с длиной волны , такая как Земля, которая соединена с землей передатчика . проволока и служит отражающей поверхностью для радиоволн. В печатных платах заземляющая поверхность представляет собой большую площадь из медной фольги на плате, которая подключена к клемме заземления источника питания и служит обратным путем для тока от различных компонентов. на борту.
В телекоммуникациях, Плоскость заземления - это плоская или почти плоская горизонтальная проводящая поверхность, которая служит частью антенны для отражения радиоволн от других элементов антенны. Самолет не обязательно должен быть подключен к земле. Форма и размер плоскости заземления играют важную роль в определении ее характеристик излучения, включая коэффициент усиления.
Для монопольной антенны Земля действует как плоскость заземления, отражая радиоволны, направленные вниз, создавая впечатление, что они исходят от антенны изображения.Чтобы функционировать как плоскость заземления, проводящая поверхность должна быть на по меньшей мере четверть длины волны (λ / 4) радиоволн в диаметре. В антеннах с более низкой частотой , таких как мачтовые излучатели, используемые для вещательных антенн, сама Земля (или водоем, например солончак или океан) используется в качестве плоскости земли.. Для более высокочастотных антенн в диапазоне VHF или UHF поверхность заземления может быть меньше, а в качестве заземляющих поверхностей используются металлические диски, экраны и провода. В верхних диапазонах УКВ и УВЧ металлическая обшивка автомобиля или самолета может служить заземляющей поверхностью для выступающих из нее штыревых антенн 59. В микрополосковых антеннах и печатных монопольных антеннах участок медной фольги на противоположной стороне печатной платы служит в качестве заземляющего слоя. Плоскость заземления не обязательно должна быть сплошной поверхностью. В штыревой антенне типа штыревой антенны заземляющей плоскости «плоскость» состоит из нескольких проводов длиной λ / 4, излучаемых от основания штыревой антенны четвертьволновой формы.
Радиоволны от элемента антенны, которые отражаются от плоскости заземления, по-видимому, исходят от зеркального отображения антенны, расположенной с другой стороны от плоскости заземления. В монопольной антенне диаграмма направленности монополя плюс виртуальная «изображающая антенна » заставляют ее выглядеть как двухэлементная дипольная антенна с центральным питанием. Таким образом, монополь, установленный на идеальной заземляющей поверхности, имеет диаграмму направленности, идентичную дипольной антенне. Линия питания от передатчика или приемника подключается между нижним концом монопольного элемента и заземляющей пластиной. Заземляющий слой должен иметь хорошую проводимость; любое сопротивление в заземляющем слое последовательно с антенной и служит для рассеивания мощности от передатчика.
Большие светлые области на этой печатной плате - это земля Земля на печатной плате (PCB) представляет собой большую площадь или слой медной фольги, подключенный к точке заземления схемы, обычно к одной клемме источника питания. Он служит обратным путем для current из множества различных компонентов.
Плоскость заземления часто делают как можно больше, покрывая большую часть площади печатной платы, которая не занята дорожками цепи. В многослойных печатных платах это часто отдельный слой, покрывающий всю плату. Это упрощает компоновку схемы, позволяя разработчику заземлять любой компонент без необходимости запускать дополнительные трассировки; выводы компонентов, требующие заземления, прокладываются непосредственно через отверстие в плате к заземляющей пластине на другом слое. Большая площадь меди также проводит большие обратные токи от многих компонентов без значительных падений напряжения, гарантируя, что заземление всех компонентов имеет одинаковый опорный потенциал.
В цифровых и радиочастотных печатных платах основной причиной использования больших поверхностей заземления является уменьшение электрических помех и помех через контуры заземления и для предотвращения перекрестных помех между трассами соседних цепей. Когда цифровые схемы переключаются, большие импульсы тока проходят от активных устройств (транзисторов или интегральных схем) через цепь заземления. Если цепи питания и заземления имеют значительный импеданс, падение напряжения на них может создавать импульсы напряжения шума, которые мешают другим частям схемы (дребезг заземления). Большая проводящая поверхность заземляющего слоя имеет гораздо более низкий импеданс, чем дорожка цепи, поэтому импульсы тока вызывают меньше помех.
Кроме того, заземление под дорожками печатной платы может уменьшить перекрестные помехи между соседними дорожками. Когда две дорожки проходят параллельно, электрический сигнал в одной может быть связан с другой посредством электромагнитной индукции посредством линий магнитного поля от одной, соединяющей другую; это называется перекрестные помехи. Когда под ним присутствует слой заземления, он образует линию передачи со следом. Обратно направленные обратные токи проходят через заземляющую поверхность непосредственно под дорожкой. Это ограничивает большую часть электромагнитных полей в области около трассы и, следовательно, снижает перекрестные помехи.
Плоскость питания часто используется в дополнение к заземлению на многослойной печатной плате для распределения мощности постоянного тока на активные устройства. Две обращенные друг к другу поверхности из меди образуют большую параллельную пластину развязывающий конденсатор, который предотвращает передачу шума из одной цепи в другую через источник питания ..
Плоскости заземления иногда разделяются, а затем соединяются с помощью тонкий след. Это позволяет разделить аналоговую и цифровую части платы или входы и выходы усилителей. Тонкая дорожка имеет достаточно низкий импеданс , чтобы держать две стороны очень близко к одному и тому же потенциалу, не позволяя токам заземления одной стороны соединяться с другой стороной, вызывая контур заземления.
В эту статью включены материалы, являющиеся общественным достоянием из Администрации общих служб документ: «Федеральный стандарт 1037C». (в поддержку MIL-STD-188 )
