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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:
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4 U/ E1 E9 s2 r- s(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。 - J) D# }: g/ N& _( D- Y( m" w
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(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。 # T( J1 Z8 {# r5 p2 I$ H5 b$ e
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- G. g0 \1 \* R1 R9 f# G' w% |: A3 Z3 z2 z(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。 ; {. g) O4 { |9 a1 \
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)
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1 抑制干扰源 : S: R' F" W% o) Y+ ]
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。 + d' W9 G1 W# W
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抑制干扰源的常用措施如下:
7 I+ A# b- g3 C, b/ N0 a5 n3 @(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。 ' {$ y+ w, `. }0 X5 C5 t" V
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(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。 8 I" F/ e5 f. m% k* q
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* B# R5 k3 @5 n. h+ E7 q# d0 a6 l(3)给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。 4 K% B. o& B% g+ r* H
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) |3 b9 H7 V; r(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。
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5 n( G$ n. C) X& Y(5)布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。 & s$ N$ D+ `+ |
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(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)。
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/ C% e e- o* w" J3 b" o2 J2 按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。
3 a5 T1 `' \$ E* B- f. F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。
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