不同类型的屏蔽层的接地方式

1、低频电缆屏蔽层接地

低频段，屏蔽电缆最主要的目的是防止来自50/60Hz电源线的电场耦合。在低频没有一种屏蔽能提供磁场的防护。

低频时可以使用屏蔽双绞线，其优点是：屏蔽层防止电场耦合，双绞线防止磁场耦合。毕竟，许多低频电路包含高阻抗设备，很容易受到电场耦合，因此，低频电缆屏蔽很重要。

在低频段，多芯电缆的屏蔽层由于不是信号返回导体，通常仅在一端接地。如果屏蔽层多于一端接地，如果电缆两端接地电位存在差异，那么屏蔽层中就会有噪声电流。 单端接地的情况下，在源端电缆屏蔽接地较好，因为是信号电压的参考。但是，如果信号源是浮地（不接地），那么在负载端电缆屏蔽接地较好。 几种常用的低频屏蔽方案如下图：

电路A-D是单端接地的情形，屏蔽层的具体在源端还是负载端接地取决于源或放大器（负载）电路接地的情况。

电路E是屏蔽双绞线两端接地的情形，如果两端的地电位差不一致，就会在屏蔽层上形成环路电流。

电路F是同轴电缆两端接地的情形，由于同轴电缆的屏蔽层是信号回流导体，而信号在两端都是接地的，因此，屏蔽层也必须两端接地。但这样就如电路E。

如果需要增加抗扰度，那么必须断开接地环路。这可以通过使用变压器，光耦合器或共模扼流圈来实现。 电缆屏蔽层只有一端接地，可以消除电力线的频率噪声耦合，但是这样会使电缆像高频天线一样容易接收射频骚扰。调幅和调频广播发射能够在电缆屏蔽层上感应高频的射频电流。如果电缆屏蔽层连接到接地的电路，这些射频电流将进人设备并可能造成干扰。因此屏蔽层正确的接地方式是对设备的屏蔽机壳，而不是对电路的地。屏蔽层应该以尽可能最低的阻抗应连接到屏蔽机壳。这样，屏蔽层上的任何射频噪声电流都只在机壳的外表面无害地流动，并通过机箱的寄生电容到地，从而绕过箱内的敏感电子设备。

如果把电缆屏蔽层看作为屏蔽机箱的延伸，，屏蔽层就应该低阻抗连接地到机壳而不是电路的地。

对于同轴电缆，其屏蔽层是信号返回的路径，因此，必须两端接地，这种接地从功能上讲必须是电路接地。然而，针对噪声的考虑，屏蔽应首先终止于机壳。这可通过使电缆屏蔽层终止于机壳，然后把电路接地连接到机壳上的同一点实现。

单端屏蔽层接地在低频率（音频及以下）时有效，因为它防止工频电流流经屏蔽层而把可能的噪声引人信号电路。单点接地也消除了屏蔽层接地环路及可能的磁场耦合。 然而随着频率的增加，单点接地变得越来越无效。当电缆的长度接近四分之一波长时，一端接地的屏蔽电缆成为一个非常有效的天线。在这种情况下，通常需要屏蔽层两端都接地。

2、高频电缆屏蔽接地

当频率高于100kHz时，或当电缆的长度超过波长的二十分之一时，屏蔽层需要两端接地（或多点接地）。对多导体电缆和同轴电缆都是如此。高频引发的另一个问题是杂散电容导致形成接地环路，使得屏蔽的非终止端与地隔离很难或者不可能。

因此，在高频和数字电路中，通常的做法是电缆屏蔽层两端接地。在1MHz 以上的频率，趋肤效应减少了信号和流经屏蔽层的噪声电流的共阻抗耦合。趋肤效应使噪声电流流过屏蔽层外表面，信号电流流过屏蔽层内表面。多点接地在高于屏蔽层截止频率的频段也提供磁场屏蔽。

3、混合电缆屏蔽接地

单点接地在音频及以下有效，多点接地在高频率时有效，但当信号包含高、低频率成分时，又该怎么做呢。

此时，可以用实际的电容（即47nF)取代寄生电容，形成组合或混合接地。在低频，单点接地的存在是因为电容的阻抗很大。在高频，电容成为低阻抗，把电路转换成两端接地。

但是有效的混合电缆屏蔽层接地实际实现可能是困难的，因为任何与电容串联的电感会降低其有效性。理想的情况，电容应内置在连接器中。

4、双层屏蔽电缆接地

使用双屏蔽层电缆的两种情况如下：一是提高高频屏蔽效果，此时两个屏蔽层可以互相接触；二是在同一电缆中同时存在高频和低频信号，这时，两个屏蔽层必须相互绝缘（通常称为三同轴电缆）。

当两个屏蔽层相互绝缘时，就可以选择不同方式端接两个屏蔽层。 外屏蔽层可以两端端接以提供有效的高频及磁场屏蔽，此外，外层屏蔽用来防止电缆上高频共模电流产生的辐射。 内层屏蔽可以仅在一端端接，从而避免两端接地时出现接地环路耦合。 实际上，内层屏蔽是低频端接，而外层屏蔽是高频端接。外层屏蔽应连接到机箱，内部屏蔽应连接到外壳或电路的接地，哪一种接法性能都很好。

使用双屏蔽层时另外有一种端接方式是是两个屏蔽层只在一端端接并且是相反端。此时，同样没有低频接地环路存在，而屏蔽层间电容闭合了高频回路。当电缆很长时，这样做是有效的。 声明：本文主要翻译改写自Henry W.Ott 的  《ElectromagneticCompatibility Engineering》

编辑：黄飞