關(guān)于電子電路設(shè)計中的抗干擾措施

梁偉

【摘要】電子電路設(shè)計中，通常需要對各種干擾信號進(jìn)行削弱或抑制，根據(jù)引發(fā)干擾的不同因素，采取不同方法，提高電子電路抗干擾性，是確保電子電路正常工作的前提。

【關(guān)鍵詞】電子電路 干擾 抗干擾

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）08-0251-02

電子電路一般都需要在弱電流工作環(huán)境下傳遞信號，但通常會有一些來自于電子電路內(nèi)部和外部的干擾信號進(jìn)入電子電路系統(tǒng)中，從而影響到電子電路的正常工作?？垢蓴_的主要目的就在于切斷或削弱干擾因子在電子電路中的進(jìn)入通道，最大限度降低干擾。根據(jù)引發(fā)干擾的不同原因，要采取相應(yīng)的抗干擾措施，以提高電子電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

一、噪聲干擾及抗干擾措施

噪聲干擾來自于信號通道，主要有兩類，即內(nèi)部噪聲、外部噪聲，內(nèi)部噪聲主要指可分熱噪聲、交流聲以及接觸噪聲等；外部噪聲主要指來自于電路外的自然噪聲或人為噪聲?？垢蓴_措施主要包括：第一，消除或抑制干擾源。噪聲干擾首先需要針對噪聲來源進(jìn)行抑制，如通過電磁屏蔽抑制線圈工作中可能出現(xiàn)的磁場噪聲以及高頻噪聲。第二，削弱傳播途徑。第三，增強(qiáng)電路抗干擾能力。提升敏感元器件抗干擾性，如在電路板上焊接IC器件代替IC座；在電路設(shè)計中采取一些削弱或抑制噪聲的元器件等。

二、電網(wǎng)干擾及抗干擾措施

電子電路一般都是由直流電源通過電網(wǎng)變壓、整流、濾波及穩(wěn)壓等電路形成的電源。在交流電壓因電動機(jī)啟動等原因而出現(xiàn)高頻干擾電壓時，就會形成高頻電流，經(jīng)過放大電路和穩(wěn)壓電流后，經(jīng)過地線又回到電網(wǎng)中。高頻電流的流動性極強(qiáng)，導(dǎo)線等各種電容通過的地方都是它的通路，變壓器干擾電壓的傳導(dǎo)上尤為顯著，會對電子電路產(chǎn)生很大干擾，對于靈敏度很高的電路尤為突出。其抗干擾措施一般有：第一，為變壓器的一、二次線圈之間添加屏蔽層，確保屏蔽層接地良好。高頻電流就會由變壓器的一次線圈經(jīng)屏蔽層后再流回地線，也就不會再干擾到之后的電路。第二，在直流穩(wěn)壓電流的交流進(jìn)線端加載電源濾波器，就能夠過濾掉高頻干擾。濾波器規(guī)格一般為幾十毫亨的電感值和幾千微法的電容。第三，通過“浮地”措施隔離交流與直流地線，交流地線保持接地，交流干擾就不會再串入公共地線中。第四，加載雙T濾波器，干擾源會發(fā)出比接受信號更寬的頻譜，導(dǎo)致接收器會將部分干擾信號與有用信號同時接收，使用濾波器后，就能夠抑制這些干擾信號。

三、電線干擾及抗干擾措施

地線干擾來自于電子電路內(nèi)部。電子電路一般都是或共用同一個直流電源，或所有電源共用一個接地，導(dǎo)致電路電流流經(jīng)公共地阻抗時可能會引發(fā)電壓降現(xiàn)象，進(jìn)而各部分電路之間因相互影響而產(chǎn)生耦合干擾現(xiàn)象。抗地線干擾的基本要求在于確保接地線路的低阻抗和接地點的可靠連接，主要采用的抗干擾措施包括：第一，保持單點接地。將各電路地線都接到同一個點上，避免形成環(huán)形地回路導(dǎo)致地環(huán)流出現(xiàn)，各個電路接地點都只關(guān)系到這一電路的地電流及地阻抗。第二，串聯(lián)接地。把各接地點按照順序連接到同一公共地線中，各電路共用地線的電流就是各個電路流經(jīng)地線的電路總和，電路2、3……n電流和就是電路1、2的地線電流。各電路地線電位都要被其他電路所影響，可能會導(dǎo)致噪聲在流經(jīng)公共地線時發(fā)生耦合干擾。這種連接方式對于噪聲干擾的抑制極弱，其適用性在于簡單方便的接線方式，尤其適宜于印制電路設(shè)計。第三，多點接地。為減少阻抗影響，將各電路地線都連接到相近的寬銅皮鍍銀的接地母線上。這種接地方法適用于數(shù)字電路。通過接地母線連接了多塊印制板的電路地線，再把接地母線的一端和直流電源直接連接，就成為一個接地點。第四，數(shù)字接地及模擬接地。在含有數(shù)字信號及模擬信號的電子電路中，由于開關(guān)狀態(tài)中的數(shù)字電路在工作中會有較大的電流波動，可能會使兩種信號發(fā)生電耦合，進(jìn)而使地線間發(fā)生干擾現(xiàn)象，數(shù)模信號之間無法穩(wěn)定轉(zhuǎn)換。

四、瞬態(tài)電流干擾及抗干擾措施

在電路過渡或TTL集成電路轉(zhuǎn)換狀態(tài)時時會引發(fā)尖峰電流以及負(fù)載電流，從而使充電和放電過程出現(xiàn)瞬態(tài)電流。瞬態(tài)電流干擾強(qiáng)度與工作速度有直接關(guān)系。當(dāng)瞬間電流過于強(qiáng)大時，就會增加電流功耗，同時干擾電源。其抗干擾措施主要是：第一，將兩個電容并聯(lián)到地線和電源線上，并確保電源線上尖峰電流不會影響到邏輯原元件輸出狀態(tài)，同時降低布線長度。其次，大電容負(fù)載過程中，需要通過串聯(lián)限流保護(hù)電阻，避免電壓降低或電源關(guān)閉過程中，出現(xiàn)電容電壓高于電源電壓的問題。最后，對于TTL集成電路，無用的輸入端有天線效果，可能會使瞬態(tài)電流引發(fā)電路運轉(zhuǎn)錯誤，因此要將此輸入端保持接地狀態(tài)，或者并聯(lián)到信號端中。

五、結(jié)語

抗干擾措施對于電子電路設(shè)計起著關(guān)鍵作用，抗干擾性能的增強(qiáng)能夠有效提升電子電路工作效率。因此，在設(shè)計過程中，技術(shù)人員要結(jié)合電路布線以及干擾源采取相應(yīng)的抗干擾措施，，確保電路穩(wěn)定運行。

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