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PCB数字电路抗干扰

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发表于 2020-6-4 18:00:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
4 G* s9 s: Z* N2 W. w& L6 u
在电子系统设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性 的要求,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。形成干扰的基本要素有三个:
  U9 s$ e7 A) `: V1 D0 l8 p9 G# z( G0 }3 ~! n! u1 {$ @

( s( x! U* ~1 Z/ k  [. }(1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt, di/dt大的地方就是干扰源。如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可 能成为干扰源。 , B* l6 g( g  ?6 v
5 ]3 S8 j7 _- G4 M

9 D6 y$ s2 P! h2 O3 E(2)传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传 播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
( d8 C" B. o* P/ t7 B; m) }% P, J1 b1 _. d9 k( l0 I' F

# `& [/ x; z" O1 f" ]& n+ D% f, W(3)敏感器件,指容易被干扰的对象。如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC, 弱信号放大器等。 8 i6 r: t& [3 q5 Z' L
抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的 抗干扰性能。(类似于传染病的预防)
- b  K8 q0 q: M* F& X* F: a  b7 n: t+ _$ X" l. p
  b' K  N9 @+ s, F7 W( z+ ?5 q' N
1 抑制干扰源
6 E, a! ~$ F: }- y' K1 S抑制干扰源就是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感或电阻以及增加续流二极管来实现。
+ H3 R; I4 `# _- ]# A- w- @! q+ A; i% o! u, P2 Q% y# D: L& z- A

- |$ c1 Z6 J0 L: O# B. P, J- e4 C抑制干扰源的常用措施如下:
# {& |* K4 i6 q, m) W(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。 8 {6 f' W3 ~* I0 `
# X7 [+ _/ q' o0 h+ C) e

( p, U: _: u: v# T5 T7 N0 ^/ Q(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0.01uF),减小电火花影响。
6 D0 t. A* B9 b+ Q
& ]5 P; S0 A- _
% k. G2 P( D0 H; ]1 O# H* L. K(3)给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。 ) h% C3 ?* }9 w$ i

/ M8 D$ q" l+ m8 P4 Z# J2 ~' t8 r2 R& x
(4)电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的 影响。注意高频电容的布线,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。
4 T8 ^6 I4 W" r5 u/ L2 F, l9 M- B
7 Q$ J! W; I6 D' K3 q
/ u  |& V5 U9 j* T7 y! p% J(5)布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。 / V8 D. N+ I7 w4 M$ x5 r8 X9 g3 Q* `2 j

; T3 [! B$ Q# h: b6 `9 q/ p9 R) ^9 ^. X/ B2 M
(6)可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能 会把可控硅击穿的)。/ ^8 \/ z: _, z4 J, g# c
/ `2 e' I  n2 W5 ]7 w+ k' c( J
1 |; O/ ^  i- p- U' e
2 按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。
+ V. e7 Q4 m  ]& P& S6 b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 的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。
3 U7 a5 J  ]2 F/ }' K5 `
5 g2 z, M8 j; u6 h' z- S  P, c: Y$ N' q. e

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