電子電路的抗干擾措施研究

【摘要】提高電子電路的抗干擾和抗沖擊能力是保證電子電路正常工作的重要保證。本文介紹了電子電路的干擾類型，闡述了電子電路的抗干擾措施，以期為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】電子電路；抗干擾；研究

干擾是影響電子電路正常工作的一個(gè)重要因素之一，如何最優(yōu)提高抗干擾能力是電子電路技術(shù)研究人員必須面臨的問題。

一、電子電路的干擾類型

電子電路的干擾是指影響電子電路正常工作的內(nèi)因和外因，其既可能來自于電子系統(tǒng)內(nèi)部，也可能來自于電子系統(tǒng)外部。按照干擾傳播通道可以將干擾分為四種：來自信息通道的干擾；來自電網(wǎng)的干擾；來自雜散電磁輻射的干擾；來自地線的干擾。

二、電子電路的抗干擾措施

1.提高敏感器件抗干擾性能

常用措施有：對(duì)于單片機(jī)閑置的I/O口不要進(jìn)行懸空放置，要通過接電源或接地；其他閑置端要在不改變系統(tǒng)邏輯的條件下進(jìn)行接電源或接地；要盡可能降低單片機(jī)的晶振頻率；選用低速數(shù)字電路；布線過程中選用粗的地線和電源線；盡可能降低偶和噪聲。

2.干擾源抑制

（1）抑制雜散電磁干擾源

當(dāng)雜散電磁場(chǎng)分布在放大電路周圍時(shí)，不穩(wěn)定的磁場(chǎng)和電廠會(huì)對(duì)放大電路的重要元器件和輸入電路形成電壓干擾。當(dāng)放大器和干擾源的輸入電路間出現(xiàn)了雜散電容時(shí)，就會(huì)形成較強(qiáng)的干擾電流回路。干擾電流經(jīng)過放大器的輸入電阻就會(huì)形成干擾電壓。當(dāng)干擾電場(chǎng)較大時(shí)，強(qiáng)烈的干擾電壓就會(huì)影響放大器的安全運(yùn)行。

其抗干擾技術(shù)有：

①屏蔽。可采用磁屏蔽和靜電屏蔽兩種屏蔽方法來降低外界干擾。屏蔽結(jié)構(gòu)可采用屏蔽罩對(duì)受干擾元件或干擾源進(jìn)行屏蔽，并注意采用金屬套屏蔽線對(duì)多級(jí)放大器的第一級(jí)輸入線進(jìn)行屏蔽，同時(shí)要做好屏蔽線外套的接地。

②恰當(dāng)布線。要分開布置交流電源線和放大器的輸入線與輸出線，盡量避免采用平行走線。另外要控制輸入走線長(zhǎng)度，輸入走線的長(zhǎng)度越短，其受到干擾的可能性就越小。[1]

③布局合理。在進(jìn)行放大器的結(jié)構(gòu)布線時(shí)，要注意將電源變壓器尤其是某些含有強(qiáng)漏散磁場(chǎng)的鐵磁穩(wěn)壓器盡可能與放大器的一級(jí)輸入電路進(jìn)行遠(yuǎn)距離隔離。在變壓器安裝過程中要注意對(duì)安裝位置的選擇，盡量選擇不易對(duì)放大器產(chǎn)生干擾的位置。如果安裝含有輸入變壓器的放大器，安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)保證輸入變壓器的線圈垂直于干擾磁場(chǎng)，以使感應(yīng)干擾電壓盡可能減小。

（2）抑制地線干擾源

信號(hào)地是指邏輯電路、控制電路和信號(hào)電路的地線。通常為了防止各級(jí)電流在通過地線時(shí)相互之間形成干擾，尤其是數(shù)字電流對(duì)模擬電流形成干擾和末級(jí)電流對(duì)一級(jí)電流形成反饋干擾，會(huì)運(yùn)用地線割裂法對(duì)地線回路進(jìn)行設(shè)置。

①多點(diǎn)接地。其一般采用寬銅皮鍍銀作為接地母線，為了盡可能降低阻抗影響，會(huì)將全部電路的地線都連接到與之相近的接地母線上。此種接入方式在數(shù)字電路中比較常用。其系統(tǒng)一般會(huì)有多塊印制板構(gòu)成，利用機(jī)架上的接地母線將所有的地線連接在一起，然后將接地母線一端直接與直流電源連接，從而形成工作接地點(diǎn)。[2]

②單點(diǎn)接地。單點(diǎn)接地一般會(huì)將所有電路的地線都接入到一個(gè)點(diǎn)上，此種方法的顯著優(yōu)勢(shì)是無地環(huán)流，且接地點(diǎn)只受到該電路的地阻抗和地電流的影響。其工作原理是當(dāng)各電路擁有較小的電流時(shí)，地線中的電壓也會(huì)相對(duì)較小，而相鄰兩電路利用單點(diǎn)接地方式，由于地線短、電位差小，因此線路會(huì)受到較小的干擾。

③數(shù)字接地和模擬接地。通常情況下電子電路中會(huì)同時(shí)包含模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種，而數(shù)字電路在開關(guān)狀態(tài)工作中會(huì)形成較大的電流波動(dòng)起伏，如果仍運(yùn)用電耦合的方式進(jìn)行信號(hào)之間的耦合，就會(huì)引起地線之間的干擾，使模數(shù)轉(zhuǎn)換出現(xiàn)故障。若要避免此種干擾，應(yīng)當(dāng)采用兩種整流電路分別對(duì)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)進(jìn)行供給，并通過光耦合器對(duì)倆信號(hào)進(jìn)行耦合，如此可以實(shí)現(xiàn)地線間的隔離。

④串聯(lián)接地。將所有電路都接在一條公共地線上，各電路的電流之和即為公共地線的電流。如電路2、電路3…電路n的電流和即為電路1和電路2的電線電路。所以各電路的地線電位都受到其他電位的影響，噪聲會(huì)經(jīng)過公共地線進(jìn)行耦合。此種連接方法從避免噪聲和干擾的角度來看是不恰當(dāng)?shù)模欢浣泳€方式簡(jiǎn)單方便，因此也被經(jīng)常采用。尤其在印刷電路設(shè)計(jì)上比較常用。[3]

3.抑制傳播通道干擾

（1）抑制電網(wǎng)干擾

通常大部分的電子電路直流電源都是利用變壓器對(duì)電網(wǎng)交流電源進(jìn)行變壓、整流濾波、穩(wěn)壓等過程以形成相應(yīng)的直流電壓。如果交流電網(wǎng)的負(fù)載出現(xiàn)突然變化時(shí)，地線和交流電源線將會(huì)形成高頻段的干擾電壓，其生成的高頻電流會(huì)通過放大電路、穩(wěn)壓電源等由地線流回到電網(wǎng)。高頻電路不僅會(huì)順著導(dǎo)線進(jìn)行流動(dòng)，還會(huì)通過分布電容的通路進(jìn)行流動(dòng)，而受干擾最嚴(yán)重的部分便是變壓器的分布電容處。其抗干擾措施有：

①采用“浮地”接線方式，即隔離直流地線和交流地線，且僅將交流地線接入到大地中，此種方式能夠有效降低交流干擾對(duì)公共地線串的影響；

②利用雙T濾波器，其主要特點(diǎn)是能夠防止多固定頻率的干擾信號(hào)侵入到電子電路中，主要用在整流電路的后部；

③利用0.01～0.2UF無極性電容，并分別在集成塊的電源引腳和直流穩(wěn)壓電源的輸入端和輸出端接入，從而將高頻干擾過濾掉；

④穩(wěn)壓電源中通過將屏蔽層添加到電源變壓器中，并對(duì)屏蔽層進(jìn)行良好接地，這樣可以使分布電容值降低，從而防止高頻信號(hào)進(jìn)入到電源變壓器中形成干擾。

（2）抑制信號(hào)通道干擾

在較遠(yuǎn)距離的通信、控制和測(cè)量中，如果使用了較長(zhǎng)的電子系統(tǒng)的輸入線和輸出線，且線間距離較短，那么信號(hào)在傳輸過程中就極可能受到干擾，從而引起信號(hào)的失?；蚧?，阻礙電子電路的正常運(yùn)行。長(zhǎng)線信號(hào)傳輸過程中可能受到的干擾有：長(zhǎng)線信號(hào)地線干擾、附近空間磁場(chǎng)引起的感應(yīng)干擾等。

其抗干擾技術(shù)有：

（1）使用光電耦合傳輸；

（2）使用雙絞線傳輸。此兩種方式都能夠很好的防止信號(hào)地線干擾和空間電磁干擾。

三、結(jié)束語

抗干擾設(shè)計(jì)是電子電路設(shè)計(jì)中的重要組成部分，良好抗干擾性能能夠大幅度提高電子電路工作效率。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)相關(guān)抗干擾技術(shù)的分析，綜合考慮電子電路的布線、工作原理等內(nèi)容，不斷改進(jìn)電子電路抗干擾技術(shù)，以提高電子電路工作的穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]毛倩.電子電路抗干擾措施的研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010，13（14）：74-75.

[2]孫海洋，谷川.電子電路中的抗干擾技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010，06（10）：61-62.

[3]韓守璽.淺談電子電路的抗干擾措施[J].科教文匯（上半月），2010，05（35）：57-58.