数字电子系统的抗干扰设计VIP免费

第1页共28页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共28页数字电子系统的抗干扰设计摘要：主要描述了数字电子系统中不易解决的电源噪声干扰和传导干扰问题，并介绍了几种解决问题的途径和方法。关键词：电源；传导；干扰；抑制1引言每个电气工程师和电气工程技术人员都希望他所设计的设备工作可靠，不会被其它设备干扰，也不会干扰其它设备但是，由于电气噪气和电磁干扰几乎无处不在，所以，我们设计的产品往往达不到这些目标。如果不能有效地解决这些问题，我们可能必须放弃这些项目或者采取修修补补的办法，这样一来既浪费了我们投资项目的所有时问、资金和努力，又可能使产品性能大打折扣。二：一般在工作的开始就必须将干扰措施设计成产品。这一般包含四个步骤的过程：(1)了解干扰的类型和来源干扰源：是指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述：du／dt，第2页共28页第1页共28页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共28页di／dt大的地方就是干扰源。如：继电器、雷电、电机、可控硅、高频时钟等都可能(2)在设计电路时尽量消除或减小这些干扰对系统的影响；(3)设计线路板、导线的结构尽量消除这些问题，必要时，使用干扰抑制器件；(4)将系统分成模块调试，保证每个子系统组装正确无误、工作正常，在进行进一步组装前不会有任何问题。通过一开始就正确地设计系统，经常提前完成任务，成本也较低。干扰一般有电源噪声干扰、空间干扰(即场干扰)和传导干扰。空间干扰都通过电磁波辐射窜人系统；传导干扰则通过与系统相连接的导线，如，以与前向通道和后向通道等进人系统；电源噪声干扰有过压、欠压、浪涌电压、尖峰电压等。2.1抗干扰设计的几个原则：即尽可能的减小干扰源的du／dt，di／dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则，常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du／dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di／dt则是在干扰源回路串联电第3页共28页第2页共28页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共28页感或电阻以及增加续流二极管来实现。抑制干扰源的常用措施如下：①继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。②在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路，电阻一般选几K到几十K，电容选0．01ixF)，减小电火花影响。③给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。④电路板上每个Ic要并接一个0．01ixF~0．1lxF高频电容，以减SIC对电源的影响。高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效果。⑤布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。第4页共28页第3页共28页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共28页⑥可控硅两端并接RC抑制电路，减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时会把可控硅击穿的)。2.2切断传播途径：按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同，可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播，有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大，要特别注意处理。所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离，用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。2.3提高系统本身的抗干扰能力，降低系统对噪声的敏感程度。三数字电路的硬件抗干扰措施：1．器件使用时的抗干扰措施第5页共28页第4页共28页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共28页器件的选择：对于数字集成电路，通常噪声容限越高，传输延时越大，其抗干扰性能越好，因此，CMOS要比1vrL集成电路的抗干扰性能好。负载的控制：当某种集成电路输出所带的负载电路超过规定的扇出时，会使电路输出的高电平值降低，低电平值升高，从而导致电路的噪声容限降低，容易受干扰影响。所以在...