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在電子系統設計中，為了少走彎路和節省時(shí)間，應充分考慮并滿(mǎn)足抗干擾性的要求，避免在設計完成后再去進(jìn)行抗干擾的補救措施。形成干擾的基本要素有三個(gè)： （1）干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設備或信號，用數學(xué)語(yǔ)言描述如下：du/dt，di/dt大的地方就是干擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源。 （2）傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過(guò)導線(xiàn)的傳導和空間的輻射。 （3）敏感器件，指容易被干擾的對象。如：A/D、D/A變換器，單片機，數字IC，弱信號放大器等。 抗干擾設計的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。 1 抑制干擾源 抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的du/dt，di/dt。這是抗干擾設計中最優(yōu)先考慮和最重要的原則，常常會(huì )起到事半功倍的效果。 減小干擾源的du/dt主要是通過(guò)在干擾源兩端并聯(lián)電容來(lái)實(shí)現。減小干擾源的di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續流二極管來(lái)實(shí)現。 抑制干擾源的常用措施如下： （1）繼電器線(xiàn)圈增加續流二極管，消除斷開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢干擾，見(jiàn)圖1。僅加續流二極管會(huì )使繼電器的斷開(kāi)時(shí)間滯后，增加穩壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內可動(dòng)作更多的次數。 （2）在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路，減小電火花影響，見(jiàn)圖2。 （3）給電機加濾波電路，注意電容、電感引線(xiàn)要盡量短，見(jiàn)圖3。 （4）電路板上每個(gè)IC要并接一個(gè)0.01μF～0.1μFwww.pcbdate.cn高頻電容，以減小IC對電源的影響，見(jiàn)圖4。注意高頻電容的布線(xiàn)，圖a和圖b的效果相差很大，圖c比圖b的效果更好。圖a的布線(xiàn)增大了電容的等效串聯(lián)電阻，影響了濾波效果。 （5）布線(xiàn)時(shí)避免90度折線(xiàn)，減少高頻噪聲發(fā)射，見(jiàn)圖5。 （6）可控硅兩端并接RC抑制電路，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲。 2 切斷干擾傳播路徑 按干擾傳播路徑可分為傳導干擾和輻射干擾兩類(lèi)。 所謂傳導干擾是指通過(guò)導線(xiàn)傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和有用信號的頻帶不同，可以通過(guò)在導線(xiàn)上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播，有時(shí)也可加隔離光耦來(lái)解決。電源噪聲的危害最大，要特別注意處理。所謂輻射干擾是指通過(guò)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(xiàn)把它們隔離和在敏感器件上加屏蔽罩。 切斷干擾傳播路徑的常用措施如下： （1）充分考慮電源對單片機的影響，電源做得好，整個(gè)電路的抗干擾就解決了一大半，見(jiàn)圖6。許多單片機對電源噪聲很敏感,要給單片機電源加濾波電路或穩壓器，以減小電源噪聲對單片機的干擾。其中L為磁珠，也可用100Ω電阻代替。 （2）如果單片機的I/O口用來(lái)控制電機等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應加隔離，見(jiàn)圖7。其中L為磁珠，也可用100Ω電阻代替。 （3）注意晶振布線(xiàn)，見(jiàn)圖8。晶振與單片機引腳盡量靠近，用地線(xiàn)把時(shí)鐘區隔離起來(lái)，晶振外殼接地并固定。此措施可解決許多疑難問(wèn)題。 （4）電路板合理分區，如強、弱信號，數字、模擬信號。盡可能把干擾源（如電機，繼電器）與敏感元件（如單片機）遠離，見(jiàn)圖9。 （5）用地線(xiàn)把數字區與模擬區隔離，數字地與模擬地要分離，最后接于電源地，見(jiàn)圖10。A/D、D/A芯片布線(xiàn)也以此為原則，廠(chǎng)家分配A/D、D/A芯片引腳排列時(shí)已考慮此要求。 （6）單片機和大功率器件的地線(xiàn)要單獨接地，以減小相互干擾。 大功率器件盡可能放在電路板邊緣，見(jiàn)圖11。 （7）在單片機I/O口，電源線(xiàn)，電路板連接線(xiàn)等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器，屏蔽罩，可顯著(zhù)提高電路的抗干擾 |
