Подключить сигнальную землю к защитному заземлению?

Мы разрабатываем продукт, который должен соответствовать директивам по электромагнитной совместимости. Он состоит из металлического бэкплейта, сложенного в корпус (передняя часть открыта). на задней крышке установлен ИИП. и вдобавок к этому у нас есть наша основная печатная плата, которая имеет плоскость заземления сигнала поверх печатной платы. все это будет окружено пластиковой крышкой с небольшим пространством для пользовательского интерфейса на печатной плате. Смотрите изображение для пояснения.

Все SMD-компоненты будут находиться на обратной стороне печатной платы, на передней — плоскость GND. Продукт будет взаимодействовать в конфигурации ведущий-ведомый через RS-485. Поскольку устройства могут находиться далеко друг от друга и находиться в разных сетевых цепях, могут быть большие различия в напряжении между отдельными заземлениями, поэтому мы также подключаем сигнальную землю к соединению RS-485.

Мой вопрос: (как) нам нужно подключить сигнальную землю к защитному заземлению (металлическая задняя крышка)? Насколько я понимаю, если мы соединим сигнальную землю с защитной землей, а также соединим отдельные сигнальные земли между блоками, мы создадим контур заземления.

введите описание изображения здесь

Ответы (3)

Хорошо, у вас есть несколько проблем здесь.

Коммуникация

РЕДАКТИРОВАТЬ: Несмотря на то, что RS-485 является дифференциальным, для обработки несбалансированных сигнальных токов требуется «земляной» обратный путь. Поскольку расстояние большое, а территория может сильно различаться, изоляция — ваш лучший выбор. Поскольку вы не определили значения требований, невозможно сказать, как именно.

Изолированный может означать устройство, упомянутое Энди, или оптическую связь входов.

Прокладка кабеля

Опять же, вы не указали, какой стиль кабелей вы планируете использовать для передачи RS-485, в частности, экранирован ли указанный кабель или нет, и, что более важно, должны ли разъемы, выступающие из вашей платы, быть заземлены по соображениям безопасности.

Если разъемы являются металлическими видимыми или, скорее, металлическими, осязаемыми, их необходимо заземлить на шасси.

Если кабели экранированы, экран должен быть либо жестко соединен с защитным заземлением, либо слабо заземлен через конденсаторы 10 нФ параллельно с резистором 1 Мэг.

Последнее может оказаться невозможным, если соответствующий разъем имеет экран, прикрепленный к корпусу разъема, который, в свою очередь, подключен к разъему устройства, который вы уже заземлили ранее. Это неизбежно.

Внутренне

Заземление системы действительно должно быть подключено к защитному заземлению либо через жесткое соединение, либо через комбинацию сопротивлений конденсатора. Система заземления сконструирована таким образом, что никакие токи не будут протекать через указанное заземление из самой системы. То есть.. ОТСУТСТВИЕ ОБРАТНЫХ ТОКОВ СИГНАЛА.

Это заземляющее соединение выполняет две функции: оно предотвращает накопление статического электричества в вашей электронике и обеспечивает путь отвода токов ЭМС и электромагнитных помех.

Все защитные заземления должны быть соединены звездой индивидуально с одной точкой подключения.

Но в этой ссылке на примечания к применению от TI говорится, что всегда следует подключать RS-485 с заземляющим проводом? Кабели, которые будут использоваться, зависят от установщика оборудования, поэтому в худшем случае это может быть обычный провод, даже не витая пара... Не говоря уже об экранировании. Хотя мы можем заявить, что это необходимо в руководстве по установке, мы хотели бы спроектировать наихудший случай. Спасибо за совет по соединению сигнала GND с защитным GND!
@BertVano хммм ... Ну, в этом есть смысл ... тогда вам лучше изолироваться.

Простым и разумным решением является использование изолированных приемопередатчиков RS485. Соедините заземление (по соображениям электромагнитной совместимости и целостности связи) через конденсаторы емкостью 10 нФ, номинал которых достаточен для компенсации перепадов напряжения переменного тока.

введите описание изображения здесь

Это очень большая тема, на которую вы не дали достаточно информации, чтобы ответить. Если вам нужен реальный ответ, вам нужно нанять инженера и дать ему по крайней мере неделю, чтобы понять все это.

Большинство людей рассматривают два варианта: заземлить все с большими надежными путями или изолировать все (как упоминалось в другом ответе) и использовать дифференциальную сигнализацию.

Мой ответ: спроектируйте систему должным образом.

Вы описываете «защитное заземление» и «сигнальное заземление». Поскольку я не знаю системы, я не знаю, что это за оба. Вы должны убедиться, что у вас обратный путь с низкой индуктивностью. Это означает, что расстояния должны быть как можно короче для полного пути для каждого сигнала. Я предполагаю, что защитное заземление - это ваш обратный путь ESD? Убедитесь, что путь от диодов ESD до этого защитного заземления как можно короче, а петля должна быть небольшой. Заземление сигнала должно быть подключено к источнику сигнала (убедитесь, что маршрут представляет собой как можно меньшую петлю, вам может быть полезно использовать защитное заземление, а может и нет, в зависимости от настройки и остальной части системы) . Но на самом деле, есть путь к тому, чтобы углубиться, и слишком мало информации.

Единственный быстрый ответ, который я могу сделать, это согласиться с Энди ака и предложить перейти на дифференциальную сигнализацию, чтобы устранить необходимость в обратном пути сигнала.

Защитное заземление подключено к заземлению сети (поскольку это металлическое шасси, это обязательно), заземление сигнала является опорным нулевым напряжением, общим для печатной платы. Кроме того, приемопередатчики уже являются дифференциальными, но нам необходимо подключить GND между устройствами, чтобы исключить возможные различия «сигнальной земли» между устройствами, поскольку наши приемопередатчики имеют максимальную разницу синфазного напряжения -7/+12 В.