电子电路抗干扰你知道几种方法?

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由于电子电路在各行各业都有广泛的应用,电子控制技术能有效地提高生产效率和经济效益。但现实中由于电子电路工作的现场环境复杂,会有各种各样的干扰,致使电子电路会出现这样或那样的问题。常常导致电路不能正常工作。因此在电子电路设计中抗干扰问题是一个十分重要的课题。下面我们从软件和硬件两个方面来说说电子电路抗干扰的方法,以便提高我们制作电路的可靠性。

一、电子电路干扰的耦合与传播途径

(一)、电子电路的干扰源

干扰是指有用信号以外的噪声或造成恶劣影响的变化部分统称为干扰。干扰产生的来源称为干扰源。干扰源可分为外部干扰源和内部干扰源两种。外部干扰源是指哪些与电子电路本身无关,是由外界环境因素决定的。内部干扰源则是由电子电路结构布局、生产工艺等所决定的。例如交流声、不同信号的感应、杂散蒂娜容、多点接地造成的电位差、寄生振荡引起的干扰等均属内部干扰。

(二)、电子电路的干扰的耦合方式

我们知道干扰源产生的干扰信号是要通过一定的耦合通道才能对电子电路产生作用。那么根据长期的实践经验表明干扰源和被干扰对象之间的耦合方式有以下几种。第一种是直接耦合方式,它是存在电子电路中最普遍最直接的一种方式;第二种是公共阻抗耦合,这个常常发生在两个电路电流有公共通道的情况;第三种是电容耦合,干扰信号是通过分布电容的耦合,传播到电子电路中;第四种是电磁感应耦合,也称磁场耦合,它是通过分布电磁感应而产生的耦合;第五种是漏电耦合,这种会在绝缘不好时就会发生。

(三)、电子电路的干扰的耦合方式

那么干扰信号是通过哪些途径进入到电子电路中的呢?我么通过大量的实验得知干扰信号主要通过三个途径进入的,即电磁感应、传输通道、电源线。

二、电子电路抗干扰的方法

要解决电子电路的干扰,一定要找出干扰源,然后利用硬件技术和软件技术来解决。

(一)、用硬件技术抗干扰的方法

(1)、抑制干扰源措施

我们常常采用如下的方法来抑制干扰源,对于继电器线圈可以增加续流二极管以消除断开线圈时产生的反电动势的干扰;在电路板上的每个集成电路要并接一个0.01-0.1微法的高频电容,以减小集成电路对电源的影响,同时要注意高频电容的布线连线应靠近电源端并尽量粗短;在布线时要避免90度折线,减小高频噪声发射,如有三极管,应在三极管两端并接RC抑制电路,以减小三极管产生的噪声;对于芯片I/O口可以采用光耦合、磁电耦合、继电器隔离等措施;电路外壳要接地,以解决人身安全和防外界电磁场干扰。

(2)、电源与地线的抗干扰方法

输入电源与强电设备动力线要分开,可以采用隔离变压器。因为隔离变压器的初级和次级之间均用隔离屏蔽层。也可以采用低通滤波器,滤除高次谐波,滤波器的输入和输出端引线必须相互隔离;使用交流稳压电源或者采用独立功能模块电源供电,以提高电路的稳定性。

对于地线的抗干扰方法主要用以下几个方法,首先对于高频电子电路应就近多点接地,低频电路应一点接地。其次是交流地与信号地不能共用。再次是信号地与电路机壳的链接必须避免形成闭环回路。

(3)、信号通道的抗干扰方法

在过程通道抗干扰技术中我们一般主要采用光耦合隔离措施,这种方法能有效防止干扰从过程通道进入电子电路系统中。这种抗干扰的方法是能有效尖峰脉冲及各种噪声的干扰,从而提高了信号通道的信噪比。另一种方法是采用双绞线传输,采用这种方法的有点是抗共模噪声能力强,波阻抗高。还有一种方法是采用长线传输的阻抗匹配也能有效抑制干扰。

(4)、硬件的“看门狗”抗干扰技术

在一些具有一定智能化的电子电路设计中,有时会采用专用的集成复位电路,它具有看门狗和掉电监视功能,一但电路因干扰导致电路”死机” 时,能及时发出复位信号,确保电路的运行正常。

(二)、用软件技术抗干扰的方法

在一些可以用软件控制的电子电路中,比较常见的是一些嵌入式系统中,有的纯硬件并不能完全解决干扰问题。我们可以用软件方法进行抗干扰。常见的方法有数字滤波,比如在模拟信号输入通道中,采用的硬件不可能完全消除干扰信号,因此可在数字信号采样时,利用不同的数字滤波算法测滤除测量信号中的非周期性干扰,提高测量精度。有时也可以采用指令冗余的方法、软件陷阱法、设置看门狗等方法来消除干扰问题,会起到意想不到的效果。

总之,电子电路抗干扰设计是一项综合性设计,有时需要用到软硬兼施,提高地那路的可靠性以及防护和容错能力。

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