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摘要:文章主要對電子電路抗干擾技術進行了分析,詳述了其噪聲抑制的思想,并從布線、溫度與電源三個方面闡述了其抗干擾的措施,以供參考。
關鍵詞:電子電路 噪聲抑制 抗干擾
Abstract: the article mainly to the electronic circuit anti-interference technology to carry on the analysis, this paper expounds the idea of the noise suppression, and from the wiring, temperature and power on three aspects of its anti-interference measures to for reference.
Keywords: electronic circuit noise interference suppression
中圖分類號: TN710 文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
對于大多數電子系統來講,使用環境不可能都是實驗室那樣的理想環境。實際使用環境總會經常產生這樣或那樣的干擾因素,特別是用于工業生產場合的一些電子系統,其使用條件往往更加惡劣,受到干擾的機會也就更多。這要求設計人員在設計的初始階段就必須充分考慮到干擾的可能性,從而采取必要的抗干擾措施,并且在設備整個系統的裝配和調試時采用合理的工藝方法和手段,以提高電子系統的抗干擾性和實際使用效果。
2、噪聲抑制的思想
要抑制電子系統的噪聲干擾,首先應對干擾有一個全面而深入的了解,即應了解干擾的來源、性質、傳遞方式、耦合方式以及干擾信號的形式等,然后再采取相應的抑制措施,做到有的放矢。通常可從噪聲傳遞的三個基本途徑入手來分析問題和解決問題,亦即從噪聲源、噪聲的耦合通道、接收電路這三個關鍵環節著手考慮噪聲產生的條件和應采取的有效抑制措施。
2.1 消除或隔離噪聲源
對于人為產生的噪聲源,其中有很大一部分可以采取積極的辦法予以消除。例如繼電器、接觸器、斷路器等所產生的觸點火花噪聲,一般可以采取觸點滅弧和火花吸收措施予以抑制;對于由電路工作異常而產生的自激振蕩等所帶來的噪聲干擾,一般也可以通過對自激振蕩的抑制而使噪聲得到消除;對于由高頻或大電流線圈在工作時所產生的高頻電磁噪聲或磁場噪聲,可以通過對工作線圈施加電磁屏蔽或磁屏蔽罩來予以抑制;對于由接插件、開關件等接觸不良、松動以及電路的虛焊所引起的噪聲干擾,也能通過采取相應的措施予以消除,如此等等。
對于人為產生的另一類噪聲干擾,例如對一些特定設備來講是噪聲,而在另外一些場合卻是有用信號(如無線電發射臺、通信設備等),則是不能消除或難以消除的。除此之外,工廠的大功率用電設備、自然界所產生的噪聲干擾等,一般要消除也是比較困難的。這種場合只能采取消極的辦法,即對可能被干擾的設備采取有效的防護和隔離措施予以解決。在電子系統的抗干擾技術中,這類消極和被動的抗干擾措施占有相當大的比重,我們經常使用的抗干擾措施,例如濾波、屏蔽、接地等有很大一部分都是出自于上述考慮。
2.2 切斷及阻礙噪聲的干擾通道
由于噪聲源形成干擾所通過的耦合通道不同,因而也就形成了不同的干擾方式,所以對其抑制措施也就有所區別。而切斷及阻礙噪聲的耦合通道是抑制噪聲干擾的有效途徑之一。
一般來講,對于以“路”的形式耦合的干擾,可以采取切斷傳輸通道的方法,例如,采用隔離變壓器、光電耦合器等來切斷地線回來;用濾波、選頻、信號鑒別等手段將干擾信號濾掉;對數字電路可以采用整形、削波、箝位等放量限制或切斷干擾途徑;改變接地方式和對共用電源的去耦來達到消除公共阻抗耦合干擾的目的等,都是排除以“路”形式耦合的干擾措施。
而對于以“場”的形式耦合的噪聲干擾,主要可采取屏蔽及接地措施來予以解決,但有時可能要同時采取其他措施,引起以“場”的形式耦合的干擾,往往同時也以“路”的形式傳遞。
2.3 減少接收電路對噪聲干擾的敏感性
高輸入阻抗的電路比低輸入阻抗的電路更容易接收噪聲信號;模擬電路比數字電路易受干擾;小信號傳輸比大信號傳輸容易受到干擾……這些都是火苗,對于被干擾對象,存在著對噪聲干擾的敏感性問題。在電路中采取濾波措施可消弱電路對某一特定頻帶噪聲的敏感性;采用恒溫電路或溫度補償電路可削弱電路對溫度干擾的敏感性等等。總之,一個設計良好的電路應具有對有用信號的敏感性、對噪聲干擾信號不敏感的優良特性,而這些也證書電路抗干擾技術的主要任務。
3、抗干擾的具體措施
3.1 布線
電子電路的布線形式不合理很可能產生噪聲而形成干擾因素,因此在對電路布線設計時要注意其設計、工藝實施以及安裝布線中的抗噪聲干擾問題,這樣才能有效提高電子系統的整體抗干擾性能。
電子系統的布線包括各印刷電路板的設計及走線,電氣箱及控制柜的布線及電路中各元器件的位置排列的設計及其之間的連接方式等。從抗干擾的角度考慮,合理的布線就是要設法間隙電路中分布電容、雜散電感,把由此產生的雜散電磁場減到最小程度;合理布線的另一個目的是合理布置電路的回路途徑和環路面積,使之控制在人們需要的范圍之內。
3.2 溫度
溫度大幅度變化不僅對阻容元件的數值和性能造成影響,更重要的是影響半導體器件的參數。因此在一切電子電路中都應設法控制系統溫度變化,使其帶來的干擾得到最大程度的抑制。
作為溫度升高而形成的噪聲干擾抑制措施之一,熱屏蔽和熱隔離是一種行之有效的方法。熱隔離就是把那些易產生熱量的器部件與對溫度變化較敏感的器部件之間用絕熱性能好的材料隔離開;熱屏蔽就是把其中一方或雙方都用等熱性能良好的金屬材料作成屏蔽罩包圍起來,使所產生的熱量和散發的熱量達到平衡從而達到一致溫度變化帶來噪聲干擾的目的。
3.3 電源
電源系統的干擾是電子系統的一個主要噪聲來源,也是影響系統正常工作的重要干擾源,幾乎所有的電子設備,都無一例外要設有電源供電系統,因此如何抑制電源系統的干擾就成為提高電路干擾性能的重要環節。
典型的電源系統一般包括:變壓、整流、濾波、穩壓等幾個部分,而在這幾個部分中都有可能產生干擾。因而對這幾個環節要逐級弄清除產生干擾的途徑,并予以抑制,從而保證整個系統的高抗干擾性。
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