1 المقدمة

في عملية تصميم الدوائر، يعد التأريض مشكلة شائعة. يجب أن تعتمد طريقة التأريض على سيناريوهات استخدام محددة، ولا توجد طريقة تأريض عالمية. سنشرح في هذه المقالة جوهر القضايا الأساسية التي تستحق التذوق بعناية.

2 、 تصنيف التأريض

قد يكون لدائرة الأجهزة نفسها أيضًا اختلافات في طرق التأريض إذا كان الغرض مختلفًا. بشكل عام، الغرض من التأريض هو الذي يحدد طريقة التأريض. من حيث الأداء، يمكن تقسيم التأريض بشكل أساسي إلى الأنواع الأربعة التالية:

1. التأريض الآمن.
2. التأريض العملي، بما في ذلك التأريض الرقمي، التأريض التناظري، والتأريض الكهربائي؛
3. التأريض ضد زيادة التيار.

4. التأريض المضاد للكهرباء الساكنة.

3 、 الغرض من التأريض

تنقسم الأغراض الرئيسية للتأريض إلى ثلاث فئات: مقاومة منخفضة للأرض، ومستوى أرضي مستقر، وأرض متوازنة. بعد ذلك، سنتناول بشكل أساسي هذه الجوانب الثلاثة:
1. مقاومة منخفضة للأرض
تعني المعاوقة المنخفضة للأرض تقليل المعاوقة بين المستوى الأرضي قدر الإمكان. يجب التمييز بين هذه المعاوقة بين سيناريوهات التطبيق ذات التردد المنخفض والتردد العالي. إذا قمنا بربط مقاومة كبيرة بين مستوى الإشارة والمستوى
الأرضي، كما هو موضح في الشكل التالي:

التحليل:
عندما تتدفق إشارات التردد المنخفض من مستوى الإشارة إلى المستوى الأرضي، فإن الحث الكبير يعادل سلكًا مؤرضًا مباشرة، وتكون الخاصية المعروضة في هذا الوقت هي المعاوقة المنخفضة.
عندما تتدفق الإشارات عالية التردد من مستوى الإشارة إلى المستوى الأرضي، يُظهر الحث الكبير مقاومة كبيرة، وتكون الخاصية المعروضة أثناء الاختبار مقاومة عالية.

2. الاستقرار على مستوى الأرض

ويعني الاستقرار الأرضي أن المعاوقة على الأرض كافية، ويتم تفريغ التيار بسهولة مباشرة إلى الأرض، في حين لا يوجد انخفاض تقريبًا في الجهد على السلك. سيكون مثل محيط شاسع، حيث بغض النظر عن عدد الأنهار التي تتلاقى، لن تكون هناك مفاجآت.

3. التوازن الأرضي

بالنسبة لإمدادات الطاقة أو الإشارات، فإن ما يهم حقًا بالنسبة لنا غالبًا ما يكون فرق الضغط بينهما. هناك سيناريو عندما تتعرض الدائرة لتداخل خارجي، فإن الجهد على كلا المستويين يزداد ككل (يظل جهد الوضع التفاضلي دون تغيير، ويزداد جهد الوضع المشترك)، كما هو موضح في الشكل التالي. في الواقع، لا تزال الدائرة تعمل بشكل طبيعي، وغالبًا ما يتم مواجهة هذا النوع من السيناريوهات في إنتاج الكائنات.

يتم ضرب نبضة إلكتروستاتيكية على لوحة الدائرة من خلال الهواء، وبالنسبة للدوائر المحلية، ستؤدي المسافات المختلفة حتمًا إلى توليد اختلافات في الضغط المستحث بالكهرباء الساكنة. عند هذه النقطة، إذا تم استخدام لوحة معدنية لفصلها، حتى لو كانت اللوحة المعدنية تطفو، فإن
المجال الكهربائي المستحث سيكون موحدًا للوحة الدائرة خلف اللوحة المعدنية. على الرغم من أن التداخل المستحث لا يزال موجودًا، إلا أن الدائرة على الأقل متوازنة بشكل أساسي. بالطبع، سيكون من الأفضل لو تم تأريض هذه اللوحة المعدنية. بالطبع، لا يتم الحفاظ على جهد الوضع المشترك بشكل عام لأن
مقاومة خط النقل غير متساوية، مما يؤدي غالبًا إلى تداخل جهد الوضع التفاضلي. من الأفضل عدم مواجهة مسألة التوازن الأرضي، ولكن عندما لا تكون هناك طريقة، مثل المعدات العائمة، فإن لوحات الدوائر التي يجب أن تتعرض لتأثير الكهرباء الساكنة يجب أن تأخذ في الاعتبار مسألة التوازن الأرضي
عند حمايتها.

4 、 تدخل اقتران الأرض المشتركة

يعد تداخل الاقتران الأرضي المشترك هو المشكلة الأساسية في التعامل مع التأريض.

على سبيل المثال، في المسرح هناك ثلاث قاعات: القاعة أ، والقاعة ب، والقاعة ج، ولها مخرج واحد فقط. عندما تحتوي ثلاث قاعات على ثلاث جلسات في نفس الوقت، تكون مساحة القاعة C أكبر وتتسع لعدد أكبر من الأشخاص. سيؤثر خروج المتفرجين داخل القاعة "ج" على خروج الأفراد
داخل القاعة "أ" والقاعة "ب". (القاعة أ، القاعة ب، والقاعة ج تعادل ثلاثة مسارات عودة إلى الأرض، والممشى يعادل مقاومة أرضية مشتركة )

على سبيل المثال، في الشكل 1، مقاومة قسم RAB هي جزء المعاوقة الأرضية المشتركة، وسوف تؤثر التيارات الأرضية Io وIa وId المتدفقة عبر هذا القسم على بعضها البعض في هذا القسم؛ إذا كانت هذه التيارات الثلاثة تختلف بشكل كبير بمقدار 1-2 أوامر من حيث الحجم، فلا يمكن تجاهل التأثير
على بعضها البعض، خاصة عند استخدام فرع تيار أرضي ضعيف للقياس الكمي، أو التضخيم، أو دوائر تحويل AD؛ ويعزل الشكل 2 تأثير المعرف على المسارين الآخرين؛ يوضح الشكل 3 أن التيارات الأرضية الثلاثة معزولة بشكل منفصل.

5. الطرق الأساسية المشتركة

الفكرة الأساسية هي ضمان الاتصال المستقل لأرضية حماية السلامة، والأرضية الرقمية العاملة، والأرضية التناظرية العاملة، وأرضية قوة العمل، وأرضية الصاعقة، وأرضية التدريع في التصميم. أخيرًا، أثناء تصحيح أخطاء النظام، بناءً على المشكلة المطلوب حلها بين المناطق المختلفة، أي وفقًا لغرض التأريض، يتم توصيل هذه النقاط الأرضية بالطرق التالية، بما في ذلك:

لا.	طريقة التأريض	يصف
1	مؤرضة مباشرة	مناسب للترددات المتوسطة إلى الأرضية، هذا النوع من الأسلاك لديه قدر معين من محاثة التشغيل ومقاومة التشغيل، والتي يمكن أن تؤثر على التيارات الأرضية المتقلبة عالية التردد. تحت تأثير الحث، يلعب الكابل دورًا كبيرًا في المعاوقة، وهو ما يعادل التأريض منخفض التردد. عند الترددات العالية، لا يمكن لأرضية المعاوقة الكبيرة أن تحقق توصيلًا موثوقًا به عند الترددات العالية.
2	التأريض عالي المقاومة	خاصية المقاومة الكبيرة هي أنه بمجرد وجود اختلاف في الضغط بين طرفي المقاومة، سيتم توليد تيار توصيل ضعيف. بعد تفريغ الشحنة الموجودة على السلك الأرضي، يصل فرق الضغط النهائي بين الطرفين إلى 0V. تتوفر هذه الميزة عندما يكون من المرغوب فيه تفريغ الشحنة ولكن ليس بسرعة.
3	التأريض منخفض المقاومة	المشكلة التي تحتاج المقاومات الصغيرة إلى حلها هي إضافة تخميد يعيق التغير السريع في تجاوز التيار الأرضي. عندما يتغير التيار، فإنه يبطئ الحافة الصاعدة لتيار التدفق، وهو ما يعادل المقاومة المطابقة بين نهاية خرج المذبذب البلوري ونهاية خرج الحافلة لتقليل رنين التجاوز.
4	التأريض الاستقرائي	تُستخدم بشكل عام في المواقف التي تزداد فيها تقلبات التيار، وتتميز المحاثات بخاصية قمع تغيرات حالة الدائرة. من خلال اتصال المحاثات، يمكن القضاء على الذروة والوادي.
5	التأريض حبة مغناطيسية	يتم تطبيق الخرز المغناطيسي بشكل عام بين الإشارات الضعيفة والأرض، وهو ما يعادل المقاوم المعتمد على التردد، ويظهر خصائص المقاومة وخصائص التبديد؛ الحث هو خاصية تخزين الطاقة، أي ما يعادل حلاقة الذروة وملء الوادي. لذلك عادة ما تكون هناك حالة من تقلبات التيار الصغيرة السريعة بين أرضيات الخرز المغناطيسي المتصل بشكل متقاطع، لأن الخرز المغناطيسي سوف يصبح مشبعة والتيار كبير جدًا بحيث لا يمكن استهلاكه.

6 、 طريقة التأريض للسلامة والحماية من الصواعق

نظرًا لأن ارتفاعات البرق وتيارات التأريض الآمنة بشكل عام أكبر بكثير من ضرر تيارات الإشارة للأشخاص، فمن المستحسن توصيل نقطتي التأريض هاتين بشكل منفصل بالأرض وتوصيلهما في نقطة واحدة بالأرض الحقيقية، خاصة للتأريض للحماية من الصواعق .