如何避免在電子係統設計中幹擾問題
發布時間:2013-03-26 責任編輯:easonxu
【導讀】在zai電dian子zi係xi統tong設she計ji中zhong,應ying充chong分fen考kao慮lv並bing滿man足zu抗kang幹gan擾rao性xing的de要yao求qiu,避bi免mian在zai設she計ji完wan成cheng後hou再zai去qu進jin行xing抗kang幹gan擾rao的de補bu救jiu措cuo施shi。抑yi製zhi幹gan擾rao源yuan,切qie斷duan幹gan擾rao傳chuan播bo路lu徑jing,提ti高gao敏min感gan器qi件jian的de抗kang幹gan擾rao性xing能neng是shi抗kang幹gan擾rao設she計ji的de基ji本ben原yuan則ze。
在zai電dian子zi係xi統tong設she計ji中zhong,為wei了le少shao走zou彎wan路lu和he節jie省sheng時shi間jian,應ying充chong分fen考kao慮lv並bing滿man足zu抗kang幹gan擾rao性xing的de要yao求qiu,避bi免mian在zai設she計ji完wan成cheng後hou再zai去qu進jin行xing抗kang幹gan擾rao的de補bu救jiu措cuo施shi。形xing成cheng幹gan擾rao的de基ji本ben要yao素su有you三san個ge:
(1)幹擾源,指產生幹擾的元件、設備或信號,用數學語言描述如下:du/dt,di/dt大的地方就是幹擾源。如:雷電、繼電器、可控矽、電機、高頻時鍾等都可能成為幹擾源。
(2)傳播路徑,指幹擾從幹擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的幹擾傳播路徑是通過導線的傳導和空間的輻射。
(3)敏感器件,指容易被幹擾的對象。如:A/D、D/A變換器,單片機,數字IC,弱信號放大器等。
抗幹擾設計的基本原則是:抑製幹擾源,切斷幹擾傳播路徑,提高敏感器件的抗幹擾性能。

圖1:在電子係統設計中幹擾情況
抑製幹擾源
抑製幹擾源就是盡可能的減小幹擾源的du/dt,di/dt。這是抗幹擾設計中最優先考慮和最重要的原則,常常會起到事半功倍的效果。 減小幹擾源的du/dt主要是通過在幹擾源兩端並聯電容來實現。減小幹擾源的di/dt則是在幹擾源回路串聯電感或電阻以及增加續流二極管來實現。
抑製幹擾源的常用措施如下:
(1)jidianqixianquanzengjiaxuliuerjiguan,xiaochuduankaixianquanshichanshengdefandiandongshiganrao。jinjiaxuliuerjiguanhuishijidianqideduankaishijianzhihou,zengjiawenyaerjiguanhoujidianqizaidanweishijianneikedongzuogengduodecishu。
(2)在繼電器接點兩端並接火花抑製電路,減小電火花影響。
(3)給電機加濾波電路,注意電容、電感引線要盡量短。
(4)電路板上每個IC要並接一個0.01μF~0.1μFwww.pcbdate.cn高頻電容,以減小IC對電源的影響,注意高頻電容的布線
(5)布線時避免90度折線,減少高頻噪聲發射。
(6)可控矽兩端並接RC抑製電路,減小可控矽產生的噪聲。
切斷幹擾傳播路徑
anganraochuanbolujingkefenweichuandaoganraohefusheganraolianglei。suoweichuandaoganraoshizhitongguodaoxianchuanbodaominganqijiandeganrao。gaopinganraozaoshengheyouyongxinhaodepindaibutong,keyitongguozaidaoxianshangzengjialvboqidefangfaqieduangaopinganraozaoshengdechuanbo,youshiyekejiageliguangoulaijiejue。dianyuanzaoshengdeweihaizuida,yaotebiezhuyichuli。suoweifusheganraoshizhitongguokongjianfushechuanbodaominganqijiandeganrao。yibandejiejuefangfashizengjiaganraoyuanyuminganqijiandejuli,yongdixianbatamengelihezaiminganqijianshangjiapingbizhao。
切斷幹擾傳播路徑的常用措施如下:
(1)充分考慮電源對單片機的影響,電源做得好,整個電路的抗幹擾就解決了一大半。許多單片機對電源噪聲很敏感,要給單片機電源加濾波電路或穩壓器,以減小電源噪聲對單片機的幹擾。其中L為磁珠,也可用100Ω電阻代替。
(2)如果單片機的I/O口用來控製電機等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之間應加隔離。其中L為磁珠,也可用100Ω電阻代替。
(3)注意晶振布線。晶振與單片機引腳盡量靠近,用地線把時鍾區隔離起來,晶振外殼接地並固定。此措施可解決許多疑難問題。
(4)電路板合理分區,如強、弱信號,數字、模擬信號。盡可能把幹擾源(如電機,繼電器)與敏感元件(如單片機)遠離。
(5)用地線把數字區與模擬區隔離,數字地與模擬地要分離,最後接於電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則,廠家分配A/D、D/A芯片引腳排列時已考慮此要求。
(6)單片機和大功率器件的地線要單獨接地,以減小相互幹擾。 大功率器件盡可能放在電路板邊緣。
(7)在單片機I/O口,電源線,電路板連接線等關鍵地方使用抗幹擾元件如磁珠、磁環、電源濾波器,屏蔽罩,可顯著提高電路的抗幹擾
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