數(shù)字電子系統(tǒng)硬件抗干擾分析畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-06-28 14:33本頁面
【正文】 器也可以把低壓直流與高壓交流隔離開來，使高壓交流側(cè)的干擾無法進(jìn)入低壓直流側(cè)。機(jī)械觸點(diǎn)分?jǐn)鄷r(shí)，由于阻抗很大、電容很小，從而阻止了電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。只是光電耦合器的隔離阻抗隨著頻率的提高而降低，抗干擾效果也將降低。 光電耦合器的輸入阻抗與一般干擾源的阻抗相比較小，因此分壓在其輸入端的干擾電壓較小，而且一般干擾源的內(nèi)阻較大，它所能提供的電流并不大。由于發(fā)光二極管和光敏半導(dǎo)體是互相絕緣的，從而實(shí)現(xiàn)了電路的隔離。如果在上述基礎(chǔ)上，再對變壓器的每個(gè)繞組都分別增加一層屏蔽，并將各繞組的屏蔽分別接到各繞組的低電位上，其隔離效果會(huì)更好。工作頻率不僅對變壓器的鐵心損耗產(chǎn)生影響，而且變壓器的阻抗與頻率密切相關(guān)。繞組之間以及對地的絕緣強(qiáng)度取決于需要隔離的耐壓水平。由于電源變壓器原、副邊間存在寄生電容，進(jìn)入電源變壓器初級的高頻干擾能通過寄生電容耦合到的次級。而鐵心的渦流損耗和磁滯損耗都與電壓和頻率有關(guān)，所以對不同的電壓和頻率，應(yīng)當(dāng)選擇不同的鐵心材料。因此變壓器的幾個(gè)繞組之間是通過交變磁場互相聯(lián)系的，它們在電路上是互相隔離的。變壓器主要由繞在鐵心上的兩個(gè)或多個(gè)繞組組成。對于交流的場合使用較為方便，主要應(yīng)用于電源電路中。不管哪種隔離方式，在電磁兼容性力－面的實(shí)質(zhì)是人為地造成電的隔離，以阻止電路耦合產(chǎn)生的電磁干擾。在采用了隔離的措施以后，絕大多數(shù)電路都能夠取得良好的抑制噪聲的效果，使設(shè)備符合電磁兼容性的要求。該電容對高頻干擾阻抗甚低，故兩根電源線之間的高頻干擾可以通過它，它對工頻信號的阻抗很高，故對工頻信號的傳輸毫無影響。一個(gè)合理有效的開關(guān)電源EMI 工濾波器應(yīng)該對電源線上差模干擾和共模干擾都有較強(qiáng)的抑制作用。同樣，設(shè)備的干擾也可以通過電源線傳到電網(wǎng)上，對網(wǎng)上其它設(shè)備造成干擾。電源線是電磁干擾傳入設(shè)備和傳出設(shè)備主要途徑。脈沖信號的高頻成分很豐富，這些高頻成分可以借助導(dǎo)線輻射，使線路板的輻射超標(biāo)。同時(shí)，這些導(dǎo)線又能接受外部的電磁干擾，使電路對干擾很敏感。電磁干擾濾波器常常又分為信號線EMI 濾波器、電源EMI 濾波器、印刷電路板EMI 濾波器、反射EMI 濾波器、隔離EMI 濾波器等大類。 信號選擇濾波器是有效去除不需要的信號分量，同時(shí)是對被選擇信號的幅度相位影響最小的濾波器。 濾波技術(shù)濾波技術(shù)的基本用途是選擇信號和抑制干擾，為實(shí)現(xiàn)這兩大功能而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)都稱為濾波器。為降低交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓，可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體，并將金屬屏蔽體接地。如果將金屬屏蔽體接地，外側(cè)的正電荷將流入大地，外側(cè)將不會(huì)有電場存在，即帶正電導(dǎo)體的電場被屏蔽在金屬屏蔽體內(nèi)。比如靜電屏蔽。上述不同的接地應(yīng)當(dāng)分別設(shè)置。 為防止各種電路在工作中產(chǎn)生互相干擾，使之能相互兼容地工作。但是不正確的工作接地反而會(huì)增加干擾。這種相對的零電位會(huì)隨著外界電磁場的變化而變化，從而導(dǎo)致電路系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定。該基準(zhǔn)電位可以設(shè)為 路系統(tǒng)中的某一點(diǎn)、某一段或某一塊等。接地面應(yīng)該具備下列條件：① 接地面是電路公共地回路；② 所有電路都會(huì)向接地平面輸送自身地電流；② 一個(gè)地回流路徑穿過另一個(gè)地回流路徑時(shí)，將產(chǎn)生電路之間的耦合。電源接地一般有以下要求：① 分別建立交流、直流和信號的接地通路；② 在接地面上，電源接地與信號接地要互相隔離，減少地線間耦合；③ 電源接地通路，以盡可能直接的路徑接到阻抗最低的接地導(dǎo)體上；④ 將兒條接地通路接到電源公共接點(diǎn)上，以保證電源電路有低的阻抗通路；⑤ 不要采用多端接地母線或橫向接地環(huán)；⑥ 交流中線必須與湘L 架地線絕緣，也不能作為設(shè)備接地線使用。為防止雷擊而設(shè)置避雷針，以防雷擊時(shí)危及設(shè)備和人身安全。( 3 ）避雷擊接地避雷擊接地即將可能受到雷擊的物體和大地接通，以便提供泄放大電流的通路。( 2 ）靜電接地非導(dǎo)電用導(dǎo)體部件的接地稱之為靜電接地。l ）接地的種類和目的( l ）安全接地安全接地即將機(jī)殼接大地。然而由于不合理的接地，反而會(huì)引入了電磁干擾，比如共地線干擾、地環(huán)路干擾等，從而導(dǎo)致電力電子設(shè)備工作不正常。后來，接地技術(shù)延仲應(yīng)用到弱電系統(tǒng)中。 接地技術(shù)接地技術(shù)最早是應(yīng)用在強(qiáng)電系統(tǒng)（電力系統(tǒng)、輸變電設(shè)備、電氣設(shè)備）中，為了設(shè)備和人身的安全，將接地線直接接在大地上。唯一的措施就是加濾波器，切斷電磁干擾沿信號線或電源線傳播的路徑，與屏蔽共同構(gòu)成完美的電磁干擾防護(hù)，無論是抑制干擾源、消除耦合或提高接收電路的抗干能力。往往單純采用屏蔽不能提供完整的電磁干擾防護(hù)，因?yàn)樵O(shè)備或系統(tǒng)上的電纜是最有效的干擾接收與發(fā)射天線。因此，不用的輸入和控制端應(yīng)接上合適的邏輯電平。所以在器件使用時(shí)應(yīng)注意控制電路的輸出負(fù)載不要超過所規(guī)定的扇出，并應(yīng)盡量留有余地。在選擇邏輯器件時(shí)，要充分考慮其噪聲容限指標(biāo)：當(dāng)單純考慮電路的噪聲容限時(shí)，最好用HTL，若兼顧功耗，則用VDD= 15V 的CMOS 為宜。因而，抑制干擾也應(yīng)從這三個(gè)方面著手研究。輻射干擾也是由干擾源、傳輸通道、接收器三要素構(gòu)成，主要分為近區(qū)場感應(yīng)耦合、遠(yuǎn)區(qū)場感應(yīng)耦合。輻射干擾是指以電磁波形式傳播的干擾。傳導(dǎo)干擾分電耦合、磁耦合、電磁耦合。因此任何導(dǎo)體，如導(dǎo)線、傳輸線、電感器、電容器等都是傳導(dǎo)干擾的傳輸通道。 2 ）電磁干擾按傳播途徑可分傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。 ( 3 ）晶振在數(shù)字電路系統(tǒng)中，高頻晶振通常出現(xiàn)在時(shí)鐘發(fā)生器中，不可避免會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。一個(gè)減少尖峰電流的辦法是在輸入端串接一個(gè)小于線路阻抗的電阻，根據(jù)傳輸線理論，這個(gè)電阻在速度上沒有負(fù)面影響?？赏ㄟ^在去耦電容和電源線之間增加磁芯電感（鐵氧體環(huán)形磁芯），磁芯電感應(yīng)靠近集成芯片，這樣可減少電源線上電流尖峰造成的干擾。解決的辦法可采用在電源引腳處接瓷片旁路電容去耦。 電磁干擾源及其傳輸通道1 ）數(shù)字電路的電磁干擾源主要有：電源線、高頻信號線和晶振電路。 3 ）敏感器件，指容易被干擾的對象。 2 ）傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。第二章 電磁干擾的基本理論 電磁干擾的概述 形成干擾的基本要素l ）干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號，用數(shù)學(xué)語言描述如下：du / dt （電壓突變）；di / dt （電流突變）大的地方就是干擾源。最后就數(shù)字電子系統(tǒng)裝配中屏蔽技術(shù)作了一些分析。本文首先討論了電磁
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