电路中的抗干扰技术

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电子电路中的电源抗干扰问题如何解决

电子电路中的电源抗干扰问题如何解决

电子电路中的电源抗干扰问题如何解决电子电路中的电源抗干扰问题是设计和应用过程中经常面临的挑战。

干扰源的存在可能导致电子设备不正常工作甚至瘫痪,因此解决电源抗干扰问题对于保证电路的可靠性和稳定性至关重要。

本文将从几个方面介绍如何解决电子电路中的电源抗干扰问题。

一、选择合适的电源设计方案在电源设计过程中选择合适的电源方案是解决电源抗干扰问题的基础。

以下是几种常见的电源设计方案:1. 线性稳压电源线性稳压电源采用稳压管等元件实现电压的稳定输出。

它具有简单、可靠、成本低等特点,但在解决抗干扰问题方面能力较弱。

2. 开关稳压电源开关稳压电源是一种高效、稳定的电源设计方案,能够提供更好的抗干扰性能。

它通过开关元件控制电流的开关状态,通过电感和电容等元件实现电压的稳定输出。

3. 电池供电电池供电是一种常见的解决电源抗干扰问题的方案。

由于电池具有独立的电源系统,不受外部电源的影响,因此可以有效地提高电路的抗干扰能力。

根据实际需求和应用场景选择合适的电源设计方案,有助于提高电路的抗干扰能力。

二、增加滤波电路滤波电路的作用是过滤掉电源信号中的高频干扰成分,以达到净化电源的目的。

常用的滤波电路包括:1. LC滤波器LC滤波器是一种常见的电源滤波电路,它由电感和电容组成。

电感具有阻抗对高频信号有较大的阻抗,而电容对低频信号具有较大的阻抗。

通过合理选择电感和电容的数值,可以实现对电源信号的滤波。

2. RC滤波器RC滤波器是一种基于电阻和电容的滤波电路。

电阻和电容组成的高通或低通滤波器可以分别过滤掉高频或低频信号。

增加滤波电路可以有效地减少电源信号中的干扰成分,提高电路的抗干扰能力。

三、优化布线和接地良好的布线和接地设计可以有效降低电路的干扰水平。

以下是一些布线和接地的注意事项:1. 尽量缩短信号线和电源线的长度,减少干扰的引入。

2. 多层板设计时,将电源和信号层分开,减少干扰的传播。

3. 使用屏蔽线或屏蔽罩来保护敏感信号,减少干扰的影响。

增加电路抗干扰能力的方法

增加电路抗干扰能力的方法

增加电路抗干扰能力的方法随着电子产品的普及,电磁干扰已经成为了工业、交通、通讯、军事等领域所面临的普遍问题。

尤其是在高铁、地铁等复杂多变的环境中,电磁干扰更加严重。

为了有效地解决电磁干扰所带来的影响,提高电路的抗干扰能力已成为了重要议题。

以下是增加电路抗干扰能力的方法:1. 滤波器滤波器用于去除电源中的高频和低频噪声和其它干扰信号。

对于单相交流电源,使用LC滤波器来抑制高频噪声,LRC滤波器来抑制低频噪声,并采用带状滤波器来抑制EMI干扰,在输入和输出端使用衰减滤波器来抑制EMI干扰。

2.电磁屏蔽技术电磁屏蔽是指使用内部或外部的物理结构,将电路环境与电路之间隔离开来,避免电磁信号的互相干扰。

内部屏蔽有金属薄膜、金属盒、金属箔等物理结构,外部屏蔽有遮蔽罩、低噪声电缆等。

3. 接地技术正确的接地技术可以有效地降低电路的共模噪声和防止干扰信号的入侵。

最佳的接地点是电源和电路地之间的共和点,使用接地环或导体保护来降低接口电阻,将高频信号放入地时,必须注意抗地衰减特性,确保抗干扰能力。

4.电路设计在电路设计阶段,需要对指令编码进行设计,必须注意不同信号在电路中的相对位置。

使用地端,噪声过滤器和其它技术方案,能够有效地处理高频滤波,减少EMI干扰。

5.使用低噪声源在电路设计时,应该使用低噪声源,例如低噪声电缆、低噪声电源等等。

这些器件是设计低噪声和抵御干扰所必不可少的器件。

总之,增加电路抗干扰的能力是一项艰难的任务,需要综合考虑电路的特性、制造工艺、环境因素等方面,通过在滤波、屏蔽、接地、电路设计等方向上的优化来实现。

在实际情况下,电路抗干扰能力的提高还需要与测试和验证相结合,使其在实际性能中得到改进。

PCB及电路抗干扰措施

PCB及电路抗干扰措施

PCB及电路抗干扰措施PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中常见的一种基础组件,用于支撑和连接电子元器件。

在设计和制造PCB时,为了保证电路的稳定性和可靠性,需要采取一系列的抗干扰措施。

首先,对于信号线的定位和布线需要谨慎考虑。

对于高频信号线和低频信号线,应尽量避免在布线过程中产生交叉和平行,同时应尽量使信号线和地线、电源线保持一定的间距,减小相互之间的干扰。

其次,对于电源线的设计,应采取合适的滤波措施。

通过设置电源滤波器,可以有效地滤除电源线上的高频噪声,保证电路的稳定供电。

此外,应尽量避免共地和共电源现象的产生,即将高频和低频电源线分开布局,减少相互之间的相互干扰。

另外,在PCB的设计中,需要合理规划和设置地面层。

地面层在PCB上起到了很重要的作用,可以提供稳定的工作参考电平,同时还可以起到屏蔽和散热的作用。

在地面层设计中,可以采取大面积连接的方式,将地面层与信号层、电源层等连接起来,形成一个完整的电流环路,减少干扰的产生。

此外,在PCB的布局和连接中,还可以采取差分信号传输技术。

差分信号传输是一种通过两个相反但幅度相等的信号进行数据传输的方式,可以有效抵消传输过程中的共模干扰和噪声。

对于差分信号线,需要尽量保持两条信号线的长度、间距和走线方式一致,减小差分信号线之间的不平衡和失配。

此外,在PCB的设计过程中,还可以采用屏蔽罩和屏蔽设备来进行电磁屏蔽。

屏蔽罩通常由导电材料制成,可以用于保护敏感的设备和信号线不受来自外部的电磁干扰。

同时,在PCB上的敏感电路和元器件周围,可以设置合适的屏蔽罩或屏蔽设备,进一步提高电路的抗干扰性能。

最后,还可以通过设计适当的接地和继电器等控制装置来提高PCB的抗干扰能力。

良好的接地设计可以减少接地回路的阻抗,提供稳定的接地参考电平。

通过合理选择和设计继电器,可以实现对敏感电路的切断和隔离,避免干扰源对电路的影响。

综上所述,PCB及电路的抗干扰措施涉及信号线的布线定位、电源线的滤波设计、地面层的设置、差分信号传输、屏蔽设备的应用、接地设计和继电器等。

如何解决电路中的电源抗干扰问题

如何解决电路中的电源抗干扰问题

如何解决电路中的电源抗干扰问题电源抗干扰问题常常困扰着电路设计师和电子工程师。

当电路中存在干扰源时,电源抗干扰能力的强弱将直接影响整个电路的稳定性和性能。

为了解决这一问题,本文将介绍几种常用的电源抗干扰技术和方法,并给出实际应用的案例。

一、电源抗干扰问题的原因电源抗干扰问题主要源于以下几个方面:1. 环境干扰:来自电源供应、电磁辐射以及其他电器设备的干扰信号会通过电源线路传播到整个电路中,影响电路的正常工作;2. 电源线路的干扰:电源线路中存在电感、电容等元件,会产生阻抗变化,引起电源的涟漪以及噪声,导致电压波动;3. 电源本身的干扰:电源本身的工作特性以及设备寿命等因素也会影响电源的稳定性。

二、电源抗干扰的解决方法针对电路中的电源抗干扰问题,可以采用以下几种解决方法:1. 滤波技术滤波技术是解决电源抗干扰问题最常见的方法之一。

通过使用低通滤波器、降噪电容、降噪电感等元件,可以有效地过滤掉电源中的高频噪声和涟漪,保证电路的稳定性。

在设计电路时,可以在电源输入和负载之间增加滤波电容,同时选择合适的电感元件,用来抑制高频信号和电源的涟漪。

2. 设备分离通过合理的布局和设计,将敏感的模拟电路和数字电路等不同类型的设备隔离开来,可以减少干扰信号的相互影响。

此外,还可以使用屏蔽罩、隔离电缆等措施,将不同模块或设备之间的电源线路完全分开,从而进一步提高电路的抗干扰能力。

3. 地线设计地线设计是电源抗干扰中十分重要的一环。

合理的地线布线可以减少共模干扰和传导干扰,提高电路的抗干扰能力。

在电路设计中,应尽量缩短地线长度,减少地线回路面积,采用宽、平的地引线,避免地线突变等措施,以降低地线电阻和电感,减小干扰信号的传输。

4. 选择合适的电源电源的选择对于电路的抗干扰能力至关重要。

在设计电路时,应优先选择稳定性好、噪声小的电源产品,尽量避免使用开关电源等容易产生电源涟漪和噪声的产品。

此外,还可以考虑使用隔离型电源、稳压电源等专用电源产品,进一步提高电路的抗干扰能力。

电路实用抗干扰措施(1)

电路实用抗干扰措施(1)

⑶公共阻抗耦合噪声的抑制 ①尽可能减少公共阻抗; ②尽量缩短导线长度,加粗印制导
线宽度; ③使用低阻抗铜板作地线,采用大
面积接地等
二.集成运放电路的共模 噪声的抑制
1.低频共模噪声的抑制
2.高频共模噪声的抑制
3.输入线屏蔽抑制共模噪声
①采用差分输入; ②采用隔离方式的信号变压器 ③将电路每个部件的接地分开且
负电源调整管的接法正确 消除滤波大电解电容的等效电
感:并接0.1μF左右高频特性 好的陶瓷电容
⑴采用合理布线工艺,抑制 纹波电压
⑵取样线连接尽可能短,远 离其他噪声源
⑶稳压管抑制噪声
四.开关稳压电源抗干扰措施
1.整流二极管反向电流产生的噪声的 抑制
2.用铁氧体磁珠滤波器抑制高频噪声 3.改进装配工艺抑制噪声
2. 电路实用抗干扰 措施(1)
电源电路抗干扰措施 集成运放电路抗干扰
措施
电源变压器的一个主要干扰,就是高频尖峰 脉冲
高频尖峰脉冲在变压器中的传播途径
变压器一次,二次绕组交流电磁耦合并不是高频尖 峰脉冲传播的主要途径
它的主要传播途径由一次,二次绕组间的分布电容 所构成
原因:
变压器一次,二次绕组靠得很近 它的分布电容在几百皮法左右,这
集成运放电路内部噪声大多数是由运放电路的 第一级使用的晶体管或者场效应管的特性所决 定的
所以,可以用低噪声的场效应管作为输入级来 减小内部噪声
2.外部噪声及其抑制
⑴静电耦合噪声的抑制 静电屏蔽 ⑵电磁耦合噪声的抑制 ①减少电路布线在印制电路板上形成的
环路面积; ②在运放电路的输入端加接低通滤波器
⑴抵抗电磁干扰; ⑵抑制电磁波的输入耦合; ⑶抑制继电器的火花干扰,晶

电子电路设计中的抗干扰措施

电子电路设计中的抗干扰措施

电子电路设计中的抗干扰措施摘要:在现代生活和工作中,人们对电子产品的使用频率越来越高,其性能稳定性变得尤为重要,这主要是因为它的主要构成电路会受到内部元件和外部环境的干扰。

这些干扰的存在,会损伤电子元器件,降低电路的工作效率以及增加电路的故障率。

因此,本文分析了电子电路设计中的主要干扰源,并探讨了抗干扰措施在实际设计中的具体应用,旨在提升电路的抗干扰性能,增强电子产品的功能稳定性。

关键词:电子电路设计;常见干扰;抗干扰;措施引言在整个电子通信系统中,抗干扰设计对于电子电路起着至关重要的作用。

由于大部分电子电路在弱电流下传输信息,因此在信息的发送和接收过程中,会受到外部噪声和无用电磁波等非所需能量的干扰。

为了最大限度地减少这些干扰对设备的影响,我们需要全面了解这些干扰因素以及它们的作用途径,并进行研究和分析,采取有效措施来抑制或消除这些干扰因素。

只有这样,才能确保电子电路系统的安全稳定运行,使其达到最佳状态。

1.电子电路设计中的常见干扰在电路设计过程中,干扰可能会对电路的性能和可靠性产生负面影响。

本段将探讨电子电路设计中的几种常见干扰类型,主要包括:电磁干扰、串扰和地线干扰。

1.1电磁干扰(EMI)电磁干扰是指电磁场对电子设备产生的干扰。

这种干扰可能来自于其他电子设备、电源线、无线电信号等。

电磁干扰会对电路中的信号传输和接收产生干扰,导致数据错误或丢失。

1.2串扰串扰是指信号在电路中相互干扰的现象。

这种干扰来自相邻信号线的电磁感应或电容耦合1.3地线干扰地线回流是指电子电路中的电流通过地线回流引起的干扰。

当外部电磁场通过接地系统进入电子电路时,会引起接地回路上的电位变化,导致电路的工作不稳定。

2.电子电路设计中的抗干扰措施2.1屏蔽技术电磁屏蔽是一种利用电磁屏蔽材料和结构,防止电磁干扰。

其中,金属屏蔽是指利用铜、铝等金属材料制成的屏蔽外壳包裹住电子线路或器件,从而实现对外界电磁环境的有效隔绝。

2.2接地抗干扰技术按其对地的处理方法,可将其划分为三大类:1)单点接地。

接口电路中的抗干扰技术

接口电路中的抗干扰技术
阻) 图满 足这 种需 求. 1 a 不 限 制驱 动 基 极 的 试 图 () 电流脉 宽 , 即驱动 电流与 驱 动基极 电流 的脉宽 ; 当
文 中给 出一些解析 结果 , 用 来根 据 抗干 扰 要 求和 可 驱 动要 求计 算接 口电路 中各主要 元 器件的参 数值 .
关 键 词 :接 口 电路 :抗 干 扰 技 术
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( 北京 控制工 程研究所 , 京 10 9 ) 北 0 10 摘 要 :设计 两种将 星上计 算机 控制 器指 令信 号 输
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电路中的电磁辐射减小辐射干扰与抗干扰措施

电路中的电磁辐射减小辐射干扰与抗干扰措施

电路中的电磁辐射减小辐射干扰与抗干扰措施电路中的电磁辐射:减小辐射干扰与抗干扰措施电磁辐射在现代电子设备中普遍存在,它不仅会对电路本身造成干扰,还可能对周围的设备和人体健康产生不良影响。

因此,减小电路中的电磁辐射、降低辐射干扰、采取抗干扰措施成为电子工程师和研究人员的重要任务。

本文将探讨一些常见的电磁辐射减小和抗干扰措施。

1. 电磁辐射的来源和危害电磁辐射的主要来源包括电源线、信号传输线以及电子设备本身的内部部件。

辐射主要体现在电磁波的无线电频段上,其中包括无线电、微波和红外线等。

长期暴露在电磁辐射环境下可能对人体健康产生不良影响,如引起电离辐射、热效应以及生物电磁效应等。

2. 电磁辐射减小的方法为减小电磁辐射带来的干扰,我们可以采取以下方法:2.1 电源线滤波通过在电源线中添加滤波器,可以有效地滤除电源中的高频噪声,减小电磁辐射。

这样的滤波器通常使用电感元件和电容元件的组合,能够在一定频率范围内抑制噪声。

2.2 信号线屏蔽对于信号传输线,我们可以采取屏蔽的方法来减小电磁辐射。

屏蔽线通常由导电材料制成,例如金属丝编织层、金属箔等,能够有效地抵挡外界的干扰信号。

2.3 地线和屏蔽地面良好的接地系统可以有效地减小电磁辐射。

通过建立良好的地线和屏蔽地面,可以将电流导向地,减少电磁辐射。

3. 抗干扰措施除了减小电磁辐射的方法外,我们还可以采取一些抗干扰措施来应对外界干扰。

3.1 电磁屏蔽在设计电路时,我们可以采用电磁屏蔽技术,将敏感部件包裹在金属屏蔽罩中,有效地隔离外界的电磁干扰。

3.2 降噪电源设计设计降噪电源对于电路抗干扰非常重要。

采用稳压电源或是添加滤波器等措施,可以将电源干扰降到最低。

3.3 接地设计良好的接地设计可以有效地减少共模干扰。

要保证接地系统的导通性,并避免接地回路中的回流电流。

4. 结论在电路设计和应用过程中,减小电磁辐射的问题是不可忽视的。

通过使用滤波器、屏蔽线、良好的接地系统等方法,可以有效地减小电磁辐射带来的干扰。

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1、噪声源
内部噪声:电子设备和元器件内部产生的噪声。 常见的固有噪声有热噪声、低频噪声和弹射噪声。 • 热噪声:导体中的电荷载流子的热激振动引起的噪声,属于白 噪声。载流子随机运动产生的电流脉冲均值为零,但均方值电 压不为零,与温度有关。UT 4kTRB ,其中k为玻耳兹曼常数, T为导体的绝对温度,B为测量系统的噪声带宽,R为导体电阻 或阻抗实部。 • 低频噪声:与晶体管表面的状态以及PN结漏电流有关的噪声。 其均方值与频率成反比。 U f k1I a f b ,其中k1为与材料有关常 数,I为工作电流,a、b为试验确定的常数,f为工作频率。 • 弹射噪声:流过二极管、三极管势垒层的载流子是不连续的, 而是脉冲性质的,而这种脉冲电流的平均值为零,但电流的方 均方均根值不为零,白噪声。Ish 2qIDCB
通常用S/N表示。 噪声系数:是指测量电路输入端信噪比与输出端信噪比的比值。
是度量测量电路在测量过程中信噪比恶化程度的指标。
F SNRi SNRo
一、干扰与噪声源
内部噪声 内部噪声是指在电子装置和设备内部的电路或器件
产生的噪声。 外来噪声
外来噪声指的是从外部侵入电子装置和设备的噪声。 自然噪声主要指自然界雷电产生的噪声。 人为噪声是指其它机器和设备产生的噪声,包括有触点
敏感度。 同时,减小向外辐射电磁信号。 电磁兼容不等式
噪声发送量×耦合因素<噪声敏感阈值 电子设备不仅应满足电磁兼容不等式,而且应留有
足够的裕量。
噪声:从广义上讲,噪声就是干扰有用信号的某种不希望的扰 动。干扰与噪声没有本质的区别。通常,把外部来的称为干扰, 把内部产生的称为噪声。
噪声按功率谱密度的形状可分为白噪声和有色噪声两种。 白噪声是指噪声的波形是随机的,即它的幅值、相位、频率都 是随机的,其瞬时值不能预测,但每赫带宽内包含的噪声的功 率从统计观点来看是一个常量。 有色噪声是指噪声的频率是固定的,是可以预测的,而相位和 幅值有可能是随机的。 噪声参数: 信噪比:指信号的有效功率S对噪声功率N的比值,所以信噪比
9.1 干扰与抑制
形成电磁干扰的要素有三个:
一是向外发送干扰的源,即噪声源;
二是传播电磁干扰的途径,即噪声的耦合和辐射;
三是承受电磁干扰的客体,即受扰设备。
干扰源
耦合通道 辐射通道
接收电路
主要采取三方面的抑制措施: 抑制噪声源,直接消除干扰原因; 消除噪声源和受扰设备之间的噪声耦合和辐射; 加强受扰设备抵抗各种干扰的能力,降低其对噪声的
C
U1
U2
Z2
U2
11
(
1
jCZ
2
)
U1
减小受扰电路的等效输入
阻抗和电路间的寄生电容。
2、互感耦合(电感性耦合、磁场耦合):由电路间的寄生
电感造成的。由导体组成的两个绝缘回路间的互感与两回
路形状、大小、位置关系及周围介质磁导率有关。
M I1
U2
Z2
U2 jMI1
减小电路间的寄生电感。
3、共阻抗耦合:由电路间的公共阻抗造成的。
二、干扰与噪声的耦合方式p189
集总电路:由电源、电阻、电容、电感等集总元件所组成的电路。
集总元件:有关电、磁场的物理现象都由元件来集总表征,元件外 部不存在任何的电场与磁场。 在电路理想化的电路模型分析中,
各点之间的信号是瞬间传递的,电路元件的所有电磁过程都集中 于元件内部空间的各点进行。用集总电路近似实际电路是有条件 的,即实际电路的尺寸要远小于电路工作时的电磁波长。基尔霍 夫定律唯一地确定了结构约束。
电器、放电管、工业用高频设备、电力输送线、机动车、 大功率发射装置、超声波设备等产生的噪声。 ----触点电器:继电器、电磁开关、霓虹灯、电钻、电 动机供电回路等。产生噪声的形式:火花放电、电弧放 电、辉光放电、脉冲冲击等。 ----高频设备:数字电路、高频通信电路。 ----电力输送线:电源干扰。
抗干扰技术中的大部分内容是针对电磁干扰的,因 而抗电磁干扰技术近年来又被称为“电磁兼容性技术”。
所谓电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, 简称EMC,俗称抗干扰)是指干扰可以在不损害信息的前 提下与有用信号共存。
电磁兼容性比较贴切的定义为: 装置或系统在其设置的预定场所投入实际运行时,既 不受周围电磁环境的影响,又不影响周围的环境,也不发 生性能恶化和误动作,而能按设计要求正常工作的能力。
9章 电路中的抗干扰技术
什么是干扰? 电子系统在工作时,可能会出现某些不正常现象,例如
输出不稳定、零点漂移、严重失真或超差等等。这些干扰可 能来自系统内部也可能来自系统外部,所有这些影响电子系 统正常工作的,我们统称为“干扰”。
大多数测控电路的元器件和电子线路具有工作信号电平 低、变化速度快、元器件安装密度高等特点,对电磁干扰比 较敏感,可能会产生性能恶化或误动作。——电磁兼容性技 术(抗干扰技术)
分布参数电路:电路参数具有分布性。电路中同一瞬间相邻两点的 电位和电流除了是时间的函数,还是空间坐标的函数。
静电场耦合:任何两个相互绝缘导体间都存在电容。-分布电容 或寄生电容。典型的分布参数电路是传输线。
若在两根平行线的间距d远大于导线 半径r的条件下,单位长度的电容为:
C
1
(F)
3.61010 ln d
在测量与控制电路的设计、组装和使用中,对 干扰与噪声抑制的主要措施有屏蔽、接地、隔离、 合理布线、净化、滤波和采用专门电路与器件等。
I1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Z1 U2
Z2
U2 I1Z1
减小电路间的公共阻抗
串联接地电路的公共阻抗
4、漏电流耦合:由电路间的漏电流造成的。
R
U2
Z2
1
U2
1
R
Z2
U2
U1
增大漏电电阻和减小受扰电路的输入阻抗
三、干扰与噪声抑制的一般措施
一是直接抑制、减弱或消除干扰与噪声源的对 外作用 二是切断或减弱从干扰与噪声源到受扰电路的 耦合通道。
r
若同轴导线的线芯截面半径为r1,外导 体截面半径为r2,绝缘介质相对电导率 为ε,单位长度的电容为:
C
(F)
1.81010 ln r2
r1
(a)静电(分布寄生电容)电场耦合模型 (b)互感磁场耦合模型
(c)共阻抗耦合模型
(d)漏电流耦合模型
1、静电耦合(电容性耦合):由电路间的寄生电容造成的。
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