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  • 1 # 聰明風箏0F


    1、抑制干擾源


    抑制干擾源就是儘可能的減小干擾源的du/dt,di/dt。這是抗干擾設計中最優先考慮和最重要的原則,常常會起到事半功倍的效果。減小干擾源的du/dt主要是透過在干擾源兩端並聯電容來實現。減小干擾源的di/dt則是在干擾源迴路串聯電感或電阻以及增加續流二極體來實現。


    抑制干擾源的常用措施如下:


    1)繼電器線圈增加續流二極體,消除斷開線圈時產生的反電動勢干擾。僅加續流二極體會使繼電器的斷開時間滯後,增加穩壓二極體後繼電器在單位時間內可動作更多的次數。


    2)在繼電器接點兩端並接火花抑制電路(一般是RC串聯電路,電阻一般選幾K到幾十K,電容選0.01uF),減小電火花影響3)給電機加濾波電路,注意電容、電感引線要儘量短。


    4)電路板上每個IC要並接一個0.01μF——0.1μF高頻電容,以減小IC對電源的影響。注意高頻電容的佈線,連線應靠近電源端並儘量粗短,否則,等於增大了電容的等效串聯電阻,會影響濾波效果。


    5)佈線時避免90度折線,減少高頻噪聲發射。


    6)可控矽兩端並接RC抑制電路,減小可控矽產生的噪聲(這個噪聲嚴重時可能會把可控矽擊穿的)。


    2.2、切斷干擾傳播路徑


    按干擾的傳播路徑可分為傳導干擾和輻射干擾兩類。


    所謂傳導干擾是指透過導線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和有用訊號的頻帶不同,可以透過在導線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播,有時也可加隔離光耦來解決。電源噪聲的危害最大,要特別注意處理。


    所謂輻射干擾是指透過空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般的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遮蔽罩。


    切斷干擾傳播路徑的常用措施如下:


    1)充分考慮電源對微控制器的影響。電源做得好,整個電路的抗干擾就解決了一大半。許多微控制器對電源噪聲很敏感,要給微控制器電源加濾波電路或穩壓器,以減小電源噪聲對微控制器的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當然條件要求不高時也可用100Ω電阻代替磁珠。


    2)如果微控制器的I/O口用來控制電機等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之間應加隔離(增加π形濾波電路)。


    3)注意晶振佈線。晶振與微控制器引腳儘量靠近,用地線把時鐘區隔離起來,晶振外殼接地並固定。


    4)電路板合理分割槽,如強、弱訊號,數字、模擬訊號。儘可能把干擾源(如電機、繼電器)與敏感元件(如微控制器)遠離。


    6) 用地線把數字區與模擬區隔離。數字地與模擬地要分離,最後在一點接於電源地。A/D、D/A晶片佈線也以此為原則。


    7)微控制器和大功率器件的地線要單獨接地,以減小相互干擾。大功率器件儘可能放在電路板邊緣。


    8)在微控制器I/O口、電源線、電路板連線線等關鍵地方使用抗干擾元件如磁珠、磁環、電源濾波器、遮蔽罩,可顯著提高電路的抗干擾性能。


    2.3、提高敏感器件的抗干擾性能


    提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮儘量減少對干擾噪聲的拾取,以及從不正常狀態儘快恢復的方法。


    提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下:


    (1) 佈線時儘量減少迴路環的面積,以降低感應噪聲。


    (2) 佈線時,電源線和地線要儘量粗。除減小壓降外,更重要的是降低耦合噪聲。


    (3) 對於微控制器閒置的I/O口,不要懸空,要接地或接電源。其它IC的閒置端在不改變系統邏輯的情況下接地或接電源。


    (4) 對微控制器使用電源監控及看門狗電路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X5043,X5045等,可大幅度提高整個電路的抗干擾性能。


    (5) 在速度能滿足要求的前提下,儘量降低微控制器的晶振和選用低速數位電路。


    (6) IC器件儘量直接焊在電路板上,少用IC座。


    2.4、其它常用抗干擾措施


    (1)交流端用電感電容濾波:去掉高頻低頻干擾脈衝。


    (2)變壓器雙隔離措施:變壓器初級輸入端串接電容,初、次級線圈間遮蔽層與初級間電容中心接點接大地,次級外遮蔽層接印製板地,這是硬體抗干擾的關鍵手段。次級加低通濾波器:吸收變壓器產生的浪湧電壓。


    (3)採用整合式直流穩壓電源:有過流、過壓、過熱等保護作用。


    (4)I/O口採用光電、磁電、繼電器隔離,同時去掉公共地。


    (5)通訊線用雙絞線:排除平行互感。


    (6)防雷電用光纖隔離最為有效。


    (7)A/D轉換用隔離放大器或採用現場轉換:減少誤差。


    (8)外殼接大地:解決人身安全及防外界電磁場干擾。


    (9)加復位電壓檢測電路。防止復位不充分,CPU就工作,尤其有EEPROM的器件,復位不充份會改變EEPROM的內容。


    (10)印製板工藝抗干擾:


    ①電源線加粗,合理走線、接地,三匯流排分開以減少互感振盪。


    ②CPU、RAM、ROM等主晶片,VCC和GND之間接電解電容及瓷片電容,去掉高、低頻干擾訊號。


    ③獨立系統結構,減少接外掛與連線,提高可靠性,減少故障率。


    ④整合塊與插座接觸可靠,用雙簧插座,最好整合塊直接焊在印製板上,防止器件接觸不良故障。


    ⑤有條件的採用四層以上印製板,中間兩層為電源及地。

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