電子線路的抗干擾設(shè)計(jì)探討

沈益虓

摘要：伴隨當(dāng)今電子信息技術(shù)的日益發(fā)展與完備，電子電路與電子器件在靈敏度方面得到大幅提升，大多數(shù)電子線路均處于弱電流下工作，這些電子線路較易遭受干擾而出現(xiàn)工作失常狀況。因此，需強(qiáng)化電子線路的抗干擾設(shè)計(jì)工作。本文分別從原理圖設(shè)計(jì)抗干擾技術(shù)、選擇器件的抗干擾技術(shù)以及PCB布線抗干擾設(shè)計(jì)等方面，探討抗干擾的具體設(shè)計(jì)思路，以期為相關(guān)應(yīng)用研究提供參考。

關(guān)鍵詞：電子線路；抗干擾；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）02-0245-01

在電子線路實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要從多方面、系統(tǒng)化找尋電子線路各項(xiàng)抗干擾措施，正確在此領(lǐng)域少走彎路，節(jié)省勞力與時(shí)間，防止完成設(shè)計(jì)之后，因出現(xiàn)嚴(yán)重干擾或不合要求狀況，避免由此而對(duì)工作所產(chǎn)生的負(fù)面影響。干擾電子產(chǎn)品的各類因素主要有：（1）干擾源。即為干擾的信號(hào)、設(shè)備與元件，比如高頻電路、可控硅、電磁波、雷電、電機(jī)及繼電器等，這些均能成為干擾源；（2）傳播途徑。即為干擾自干擾源向敏感器件傳播的媒介或通路；（3）敏感器件。指易被干擾的對(duì)象，如弱信號(hào)放大器、數(shù)字Ic及單片機(jī)等。針對(duì)上述問題，需在設(shè)計(jì)原理圖及繪制電路板圖時(shí)，盡可能將干擾源抑制消除，將其傳播途徑徹底切斷，實(shí)現(xiàn)敏感器件相應(yīng)抗干擾性能的提升。

1 原理圖設(shè)計(jì)的抗干擾技術(shù)

對(duì)于電子線路運(yùn)行現(xiàn)場環(huán)境而言，以惡劣居多，易引發(fā)嚴(yán)重設(shè)備事故。至此，結(jié)合差模干擾特征方面所持有的差異性，選用適宜電路，能夠有效且符合實(shí)際需要的抑制差模干擾，選擇如下：（1）對(duì)于差模干擾頻率而言，如果其在有用信號(hào)頻率的兩側(cè)位置存在著，那么，可結(jié)合實(shí)際需要，選用帶通濾波器；（2）若差模干擾頻率接近于有用信號(hào)頻率，可用補(bǔ)償法；（3）差模干擾頻率在某個(gè)相對(duì)固定的頻率上，可選用帶阻濾波器；（4）若傳感器為開關(guān)型輸出，可設(shè)置閾值電平，以此對(duì)低幅度差模所造成的干擾進(jìn)行有效性抑制；（5）對(duì)于差模干擾相位而言，如果其與被測信號(hào)之間出現(xiàn)差別比較大的情況，可選用對(duì)被測信號(hào)相位進(jìn)行測量的方法，完成電路設(shè)計(jì)。

2 選擇器件的抗干擾技術(shù)

通過合理化選擇器件，同樣能夠最大化減少干擾，特別是當(dāng)前比較先進(jìn)的數(shù)字邏輯器件，用此可產(chǎn)生非常有益的射頻能量：（1）在變換成邏輯狀態(tài)過程中，如若所選擇的元件具有比較小的輸入電流消耗。需注重的是，當(dāng)具有最大的容性負(fù)載時(shí)，器件全部管腳同時(shí)進(jìn)行邏輯切換，由此而產(chǎn)生出的最大尖峰電流，既不是非靜態(tài)電流，也不是平均電流。（2）選用與功能要求相符且具有較低速率的邏輯器件。雖然具有較低速率的器件，實(shí)現(xiàn)較為困難，但仍然需要盡可能避免為達(dá)成一般邏輯功能，而對(duì)亞納秒級(jí)器件進(jìn)行盲目性運(yùn)用。（3）在選擇接地管腳與電源時(shí)，需盡可能選擇位于封裝中央的，并且以處于相鄰狀態(tài)的邏輯器件為宜。（4）若所選擇器頂部有金屬芯或者是陶瓷外殼，需依據(jù)實(shí)際需要，選擇切實(shí)有效的接地散熱器。

3 PCB布線抗干擾設(shè)計(jì)

3.1 雙面與單面板布線的要點(diǎn)

（1）單面PCB。射頻返回電流僅有唯一概念層面的設(shè)計(jì)技術(shù)，此技術(shù)便是運(yùn)用接地走線，另外，還能促使其在物理層面上，盡可能接近于高敏感信號(hào)的走線旁。無論是系統(tǒng)的電源，還是對(duì)應(yīng)的接地返回電路，都需要著手平行布線，另外，對(duì)于可能有能量輸入至電源輸入開關(guān)的器件，需布置必要的去耦電容。如若采用接地設(shè)計(jì)及網(wǎng)格電源時(shí)，需指出的是，網(wǎng)格需盡量連接合并。如果不選用網(wǎng)格系統(tǒng)，對(duì)于此時(shí)的器件而言，其所產(chǎn)生的射頻環(huán)路電流，在無需任何方法輔助的狀況下，可能不好尋找一個(gè)阻抗較低并且與之相融的射頻返回路徑。（2）雙面PCB。多采用對(duì)稱排列器件，來替代射頻電流，形成返回路徑。對(duì)于電磁所持有的兼容性而言，采用雙層板，乃為一種實(shí)用型技術(shù)，能夠?qū)⒌妥杩孤窂教峁┙o射頻RF返回電流。

3.2 多層板的益處

（1）若多層或一層板子專用于接地與電源，便會(huì)形成固體絕緣層。（2）去耦結(jié)構(gòu)較好。（3）當(dāng)電環(huán)路的面積出現(xiàn)相應(yīng)減少時(shí)，其敏感度與差模輻射，同樣也會(huì)出現(xiàn)減少，另外，差模電流在其情況下，也會(huì)隨之減少，對(duì)于共模RF能量，能夠形成抑制。（4）對(duì)于電源返回路徑，以及信號(hào)的阻抗而言，其大小也會(huì)得到相應(yīng)減小。

3.3 旁路與去耦

對(duì)于旁路與去耦能偶而言，其能夠有效的避免能量自一個(gè)電路單一性的傳送至另外一電路，以此來達(dá)到提升電源質(zhì)量的目的。其有三類電路，分別是器件、內(nèi)部電源連接及電源與接地層。針對(duì)去耦合來講，其對(duì)于從數(shù)字電路，切換成邏輯狀態(tài)，能夠有效規(guī)避，乃是一種切實(shí)有效的干擾手段。針對(duì)數(shù)字邏輯，通常情況下，其狀態(tài)有兩種，分別為“0”與“1”。

4 結(jié)語

總而言之，電子線路在運(yùn)行中存在有諸多的干擾因素，這些因素會(huì)影響線路的正常運(yùn)行，因此，采取有效的抗干擾設(shè)計(jì)方案，對(duì)于規(guī)避此狀況尤為重要。

參考文獻(xiàn)

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