電子線路設(shè)計中的抗干擾技術(shù)研究

黃盛輝

摘 要：電子線路干擾因素比較多，對產(chǎn)品運行效率和質(zhì)量影響較大，需要針對各影響因素來進行分析，確定其來源后，采取有效措施進行優(yōu)化，最大程度上來排除干擾。本文主要將電子線路設(shè)計中的抗干擾技術(shù)作為對象，基于各干擾源分析，確定抗干擾技術(shù)實施要點，促使電子產(chǎn)品可以維持在最佳運行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：電子線路；抗干擾；線路設(shè)計

中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）08-0086-01

日常工作生活應(yīng)用到的電子產(chǎn)品數(shù)量不斷增多，且在電子技術(shù)水平不斷提高的情況下，產(chǎn)品功能在逐漸完善，可以更高程度上來滿足實際應(yīng)用需求。對于電子產(chǎn)品來講，線路設(shè)計時需要應(yīng)用有效的抗干擾技術(shù)，以此來有效抵抗內(nèi)外因素帶來的干擾，維持電子線路正常、穩(wěn)定以及安全運行，減少運行過程中常見的各類問題，提高產(chǎn)品實際運行綜合效率。

1 電子產(chǎn)品運行干擾來源

1.1 元器件性能

電子產(chǎn)品種類不斷增多，但是因為成本因素限制，很多電子產(chǎn)品所選元器件性能比較差，自身存在問題，而造成產(chǎn)品抗干擾能力減弱。為提高電子線路設(shè)計中抗干擾技術(shù)應(yīng)用的科學性與合理性，需要就元器件因素進行深入分析，確定其自身因素帶來的干擾，以及對產(chǎn)品綜合性能的影響。例如所選元器件性能比較差，或者制作不符合要求，無法達到電子產(chǎn)品制作標準，投入使用后功能穩(wěn)定性與可靠性較差，不僅會降低產(chǎn)品使用效率，嚴重的甚至會發(fā)生安全事故[1]。對于此類因素造成的隱患，需要從元器件自身選擇方面來著手，綜合分析產(chǎn)品應(yīng)用需求，對各項參數(shù)進行對比擇優(yōu)選擇，以促進電子抗干擾為基本要求，做好產(chǎn)品線路設(shè)計與制作。

1.2 印制板設(shè)計

印制板設(shè)計不合理，也是造成電子抗干擾能力降低的關(guān)鍵因素之一?？偨Y(jié)以往制作與應(yīng)用經(jīng)驗分析，電子產(chǎn)品投入使用后，印制板作為一個重要平臺，其設(shè)計合理性與有效性在很大程度上決定著產(chǎn)品工作性能。應(yīng)重點針對印制板布局方式，以及布線要點進行分析，如果前期設(shè)計不合理，在后期出現(xiàn)干擾問題的可能性增大，縮短產(chǎn)品服務(wù)壽命。應(yīng)對電子產(chǎn)品制作工藝標準與規(guī)范進行綜合分析，合理設(shè)計印制板，實現(xiàn)電子產(chǎn)品工作特性的優(yōu)化，切實滿足實際應(yīng)用需求。

1.3 產(chǎn)品運行環(huán)境

電子產(chǎn)品所處環(huán)境條件，也會對產(chǎn)品性能帶來干擾，降低產(chǎn)品使用效率?，F(xiàn)在電子產(chǎn)品種類的增多，相互之間也會產(chǎn)生一定干擾。自然環(huán)境下往往會存在較多的電磁波，對設(shè)備運行狀態(tài)干擾較大，阻礙電子產(chǎn)品的工作信號，如果電磁波能量比較強烈，還會對電子產(chǎn)品造成損害[2]。

2 常見電子線路抗干擾技術(shù)

2.1 簡單抗干擾技術(shù)

電子產(chǎn)品線路組成內(nèi)容比較多，包括電阻器、電感器、導線、電容器以及變壓器等，相互之間存在一定關(guān)聯(lián)，同時又保持相對獨立，共同協(xié)調(diào)工作來維持電子產(chǎn)品性能的實現(xiàn)。當電子線路內(nèi)存在電壓與電流時，帶電元件周圍將會產(chǎn)生電場，以及在載流體周圍會形成磁場。如果不采取任何措施來對磁場進行限制，將會對電子線路的正常運行產(chǎn)生干擾，降低產(chǎn)品性能穩(wěn)定性。一般對于電磁場抗干擾技術(shù)，可選擇從幾個方面來進行分析，即降低為控制頻率、減少信號傳輸畸變、控制電源噪聲、有效處理接地線以及信號線固定配置交叉干擾最小化等，可根據(jù)實際情況來對比選擇，盡量將電磁干擾降到最低。針對電子線路電磁干擾來源進行分析，可確定其主要為電源端電磁干擾，抗電磁干擾控制方向需要從電源噪聲控制方面分析，可選擇電感、電容、電阻等來組成干擾濾波電路。通過濾波器的應(yīng)用，來有效濾除電源線內(nèi)某一確定頻率或者某頻率之外頻率，最后得到某特定頻率的電源信號，以免多種頻率的存在對電子線路產(chǎn)生干擾[3]。

2.2 復雜抗干擾技術(shù)

傳導干擾即干擾信號在設(shè)備導電介質(zhì)影響下，通過直接接觸的形式從某一導電網(wǎng)絡(luò)傳導到另一個導電網(wǎng)絡(luò)上，對電子產(chǎn)品性能產(chǎn)生干擾，降低使用效率。最為常見的輻射干擾長存在于設(shè)備周圍空間環(huán)境中，交變電磁信號以電磁場傳播方式直接耦合到周圍導電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，進而對電子線路產(chǎn)生影響。電磁干復雜度比較高，在針對其進行抗干擾分析時，需要從電源形成的耦合干擾、導線之間耦合干擾、內(nèi)外磁場耦合干擾以及電磁場耦合干擾等方面進行綜合分析，爭取從不同角度來分析，完成最有效的抗干擾設(shè)計。為實現(xiàn)電子線路抗干擾設(shè)計，需要基于電磁干擾特點以及來源進行綜合研究，并結(jié)合電子產(chǎn)品所運行的環(huán)境特點，綜合以往經(jīng)驗初步判斷周圍可能存在的干擾源，然后確定有效措施進行消除。另外，還需要選擇應(yīng)用抗干擾性能良好的元器件，以滿足產(chǎn)品功能需求為根本，進行優(yōu)化設(shè)計，提高元器件電氣規(guī)格與電氣布局設(shè)計的合理性，從整體上來改良電子產(chǎn)品抗干擾能力。

3 電子線路抗干擾設(shè)計優(yōu)化

3.1 電子線路設(shè)計優(yōu)化

（1）印制電路板。要保證印制電路布局的科學性與合理性，根據(jù)電子產(chǎn)品設(shè)計與制作標準，全面分析印制電路板的尺寸，并兼顧設(shè)計合理性、經(jīng)濟性以及科學性進行綜合研究，確保印制電路板具有較高的抗噪能力與阻抗能力，提高產(chǎn)品整體抗干擾性能[4]。一般在確定印制電路板尺寸以后，還需要對各元器件進行細化分析，重點針對特殊元器件，進行科學布局，最大程度上來排除各類干擾因素的影響。（2）線路設(shè)計原則。電子線路抗干擾設(shè)計需要基于專業(yè)原則進行，以國內(nèi)相關(guān)設(shè)計標準為依據(jù)，科學計算和設(shè)計各項基礎(chǔ)參數(shù)。一般在實際設(shè)計工作中，需要科學控制電路上下沿跳變速率，靈活應(yīng)用低電阻串聯(lián)，不僅可以對時鐘信號電路控制進行優(yōu)化，同時還可以有效控制時鐘信號周邊電勢。另外，設(shè)計時還需要盡量縮短印制板邊緣與驅(qū)動電路間距，通過科學布線，來減少發(fā)射過程中高頻信號存在的耦合。（3）縮短元件引腳。電子線路抗干擾設(shè)計，應(yīng)盡量縮短元件引腳，并要求走線時與干擾敏感性較強的元件保持較大距離，最大程度上來降低對元器件產(chǎn)生的影響。另外，在產(chǎn)品成形設(shè)計階段，還需要針對內(nèi)部設(shè)置的時鐘信號部件等導線布置方式進行科學分析，對走線路徑進行優(yōu)化，以耦合路徑走向來具體展開分析，并對前置點采取有效抗干擾措施，提高產(chǎn)品整體看干擾能力。

3.2 線路設(shè)計實例

以應(yīng)用比較廣泛的小型串激電動機為例，具有較大動力矩的優(yōu)勢。就其應(yīng)用特點來看，小型串激電動機間電刷屬于一個接點，通過反復性接通與斷開來實現(xiàn)其具有的功能。根據(jù)其運行模式就決定了，實際電流也會呈現(xiàn)出復發(fā)性的斷開與接通，尤其是電流反復接通與斷開的瞬間，還會產(chǎn)生反沖電壓以及沖擊電流，在一定程度上也可以將其看作為干擾源，對電子線路會產(chǎn)生不同程度的影響。尤其是高頻電流以及電刷火花還會產(chǎn)生直接輻射。根據(jù)實際情況進行電子線路抗干擾設(shè)計時，便可以向電機回路內(nèi)設(shè)置濾波電路，以此來減弱電機運行期間產(chǎn)生的電磁噪聲。

4 結(jié)語

電子線路設(shè)計中抗干擾技術(shù)的應(yīng)用，排除各項干擾因素的影響，對提高電子產(chǎn)品運行綜合效率具有重要意義。通過科學布局與布線，以及擇優(yōu)選擇元器件，實現(xiàn)電子產(chǎn)品的高效運行。

參考文獻

[1]王沈敏，周琪，王家樹，孫承君.電子線路設(shè)計中抗干擾技術(shù)的分析研究[J].中國高新區(qū)，2017，（21）：24.

[2]馬艷軍.基于電子線路設(shè)計中抗干擾技術(shù)的幾點分析[J].電子世界，2017，（09）：120.

[3]高婭.對電子線路設(shè)計中抗干擾技術(shù)的幾點分析[J].科技展望，2016，（36）：143.

[4]于秀娜.淺談電子線路設(shè)計抗干擾技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2014，（33）：5.