數(shù)字電子系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-30 02:00本頁(yè)面
【正文】 0．001～0．1vt)的云母或陶瓷電容。需要指出，芯片去耦電容的接法十分重要，正確的接法應(yīng)使去耦電容和芯片所包圍的面積保持最小，否則起不了去耦作用。(2)PCB電路板設(shè)計(jì)抗干擾措施印刷板圖設(shè)計(jì)中應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：從焊接面看，組件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致，布線方向最好與電路圖走線方向相一致，便于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試及檢修；各組件排列、分布要合理和均勻，力求整齊、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈?；電阻、二極管的放置方式分為平放與豎放兩種。三、數(shù)字電路的軟件抗干擾措施數(shù)據(jù)傳送中的抗干擾技術(shù)是將一個(gè)時(shí)間單元內(nèi)傳送的一個(gè)數(shù)據(jù)，改為相同的數(shù)據(jù)一個(gè)時(shí)間單元內(nèi)傳送三次，接收數(shù)據(jù)后進(jìn)行比較。如果三次接收的數(shù)據(jù)相一致，則說(shuō)明三次接收的數(shù)據(jù)場(chǎng)未被干擾，數(shù)據(jù)傳輸正確；若不一致，則說(shuō)明有干擾，需重要輸入數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)認(rèn)可一次數(shù)據(jù)后，分析裝置將停止這一數(shù)據(jù)的繼續(xù)輸出，直到下一個(gè)時(shí)間單元開始，再送出新的數(shù)據(jù)。在采集模擬信號(hào)時(shí)，除了使用硬件抗干擾措施外，還可以采用數(shù)字濾波技術(shù)進(jìn)一步將瞬變干擾的影響降低。數(shù)字濾波是采用某種算法，濾去采集到的數(shù)據(jù)中受干擾影響的數(shù)據(jù)。數(shù)字濾波的算法很多，其中采用n次排隊(duì)取中值的算法來(lái)抑制干擾，瞬變干擾的維持時(shí)間一般在3～5ms，所以模擬數(shù)據(jù)的采樣周期T 可以設(shè)置為大于3～5ms，連續(xù)采樣多次，從所得的一組數(shù)據(jù)中去掉被認(rèn)為是由于瞬變干擾所形成的數(shù)據(jù)，取剩余數(shù)據(jù)的平均值，得到與實(shí)際結(jié)果相近的數(shù)據(jù)。這種算法的示意圖見(jiàn)圖1所示。一、形成干擾的基本要素首先應(yīng)充分考慮并滿足抗干擾性的的要求，避免在設(shè)計(jì)完成后再去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。形成干擾的基本要素有3個(gè)：1．干擾源。是指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號(hào)，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述：du／dt，di／dt大的地方就是干擾源。如：繼電器、雷電、電機(jī)、可控硅、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源。2．傳播路徑。是指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過(guò)導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。3．敏感器件。是指容易被干擾的對(duì)象。如：A／D、D／A變換器，單片機(jī)，數(shù)字IC，弱信號(hào)放大器等。二、抗干擾設(shè)計(jì)的幾個(gè)基本原則1．抑制干擾源。即盡可能的減小干擾源的du／dt，di／dt。這是抗干擾設(shè)計(jì)中最優(yōu)先考慮和最重要的原則，常常會(huì)起到事半功倍的效果。減小干擾源的du／dt主要是通過(guò)在干擾源兩端并聯(lián)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。減小干擾源的di／dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。抑制干擾源的常用措施如下：① 繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。僅加續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開時(shí)間滯后，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可動(dòng)作更多的次數(shù)。② 在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路(一般是RC串聯(lián)電路，電阻一般選幾K到幾十K，電容選0．01ixF)，減小電火花影響。③ 給電機(jī)加濾波電路，注意電容、電感引線要盡量短。④ 電路板上每個(gè)Ic要并接一個(gè)0．01ixF~0．1lxF高頻電容，以減SIC對(duì)電源的影響。高頻電容的布線，連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，會(huì)影響濾波效果。⑤ 布線時(shí)避免90度折線，減少高頻噪聲發(fā)射。⑥ 可控硅兩端并接RC抑制電路，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(這個(gè)噪聲嚴(yán)重時(shí)會(huì)把可控硅擊穿的)。2．切斷干擾傳播路徑。按干擾的傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類。所謂傳導(dǎo)干擾是指通過(guò)導(dǎo)線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和有用信號(hào)的頻帶不同，可以通過(guò)在導(dǎo)線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播，有時(shí)也可加隔離光耦來(lái)解決。電源噪聲的危害最大，要特別注意處理。所謂輻射干擾是指通過(guò)空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般解決方法是增加干擾源與敏感器件的距離，用地線把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩。切斷干擾傳播路徑的常用措施如下：① 充分考慮電源對(duì)單片機(jī)的影響。3，提高敏感器件的抗干擾性能。即從敏感器件這邊考慮盡量減少對(duì)干擾噪聲的拾取，以及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)的方法。提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下：① 布線時(shí)盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲。② 布線時(shí)， 電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外，更重要的是降低耦合噪聲。⑨ 對(duì)于單片機(jī)閑置的I／OEl 。不要懸空，要接地或接電源。其它IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。④ 對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門狗電路， 如：IMP809，IMP706。IMP813。X25043，X25045等，可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。⑤ 在速度能滿足要求的前提下，盡量降低單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字電路。⑥IC器件盡量直接焊在電路板上，少用IC座27 / 27
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