电子系统的抗干扰分析与设计
核电厂仪控系统防雷接地抗干扰设计

核电厂仪控系统防雷接地抗干扰设计科技的发展与创新,推动了各行业的进步,机械设备制造技术也有了全面提高,通过与计算机系统的整合,核电设备也完全实现了设备数字化发展,核电厂仪控系统成为行业标配,在全领域数字化的过程中,也面临较多的问题,只有全面保证敏感设备和系统免受外界和内部干扰,才能维持良好的运行,保证正常有序工作,避免出现核安全事故,保证人们生命财产安全。
1 仪控系统抗干扰设计原则及综合措施1.1 设计原则核电厂在运行过程中,各类设备很容易受到外界的干扰,特别是精密的仪控系统,很容易受干扰源影响,当外界环境出现变化,就会产生电磁脉冲、空中电磁辐射等,对设备稳定运行形成严重的干扰,同时,也面临来自内部大容量用电设备启停的影响,来自各个方面的不同干扰源,防不胜防,整体看,这些干扰因素是不确定的,有可模拟、可试验、有规律的干扰事件,还会有无规律、小概率的干扰事件,针对不同的干扰特点,我们需要保持核电厂运行稳定与安全,才能确保良好的运行环境,可以通过小环境设计,形成一个应对复杂环境和干扰因素的抗干扰空间,形成细化的方案,以此全面确保核电厂稳定安全运行,使设备发挥功能作用,减少投入提高效益。
为了进一步减少投资成本,需要在方案设计时充分考虑到成本一块,全面对设备运行的环境进行分析,明确防护目标特点和基本要求,通过低成本投入,减少设备运行的风险。
1.2 基本措施要想设计出安全的运行环境,则需要在科学、合理、高效、稳定的基本原则下进行设计,全面设计好核电厂仪控系统抗干扰综合方案,为了保证效果,我们可以实现几个措施:包括共用接地装置、法拉第笼、局部增设防护屏蔽金属网格、等电位连接、接地、屏蔽、合理布线及加装浪涌保护器等方法,全面提高核电厂仪控防雷效果。
2 核电厂仪控系统防雷接地、抗干擾设计2.1 设计的标准和依据核电厂防雷接地、抗干扰工程设计有着严格的要求和标准,进行设计时,要严格执行国际标准和国家标准两个依据。
《基于MARX发生器的电磁脉冲抗扰系统的设计及应用》

《基于MARX发生器的电磁脉冲抗扰系统的设计及应用》一、引言随着现代电子技术的飞速发展,电磁脉冲(EMP)对电子设备和系统的干扰问题日益突出。
电磁脉冲抗扰系统作为一种重要的防护手段,其设计和应用显得尤为重要。
本文将介绍一种基于MARX发生器的电磁脉冲抗扰系统的设计及应用,旨在提高电子设备和系统的抗干扰能力,保障其正常运行。
二、MARX发生器概述MARX发生器是一种能够产生高电压、大电流的脉冲发生器。
其工作原理是通过多个电容器串联,形成一个高电压脉冲序列,然后通过开关放电,产生高能量的电磁脉冲。
MARX发生器具有高能量、高重复频率、高稳定性等优点,被广泛应用于电磁脉冲抗扰系统的设计。
三、电磁脉冲抗扰系统的设计1. 系统架构设计基于MARX发生器的电磁脉冲抗扰系统主要由MARX发生器、脉冲形成网络、耦合装置、测量与控制系统等部分组成。
其中,MARX发生器负责产生高电压脉冲,脉冲形成网络负责将脉冲整形,耦合装置将电磁脉冲引入被保护设备,测量与控制系统则负责监控整个系统的运行状态。
2. 关键部件设计(1)MARX发生器设计:根据系统需求,设计合适数量的电容器串联,以及适当的开关和充电电路,以产生满足要求的电磁脉冲。
(2)脉冲形成网络设计:采用适当的传输线和元件,将MARX发生器产生的脉冲进行整形,以满足被保护设备的抗干扰需求。
(3)耦合装置设计:根据被保护设备的特性和电磁脉冲的参数,设计合适的耦合装置,将被保护设备与电磁脉冲抗扰系统连接起来。
四、系统应用基于MARX发生器的电磁脉冲抗扰系统可广泛应用于军事、航空、航天、铁路、电力等领域的电子设备和系统中。
在军事领域,该系统可用于提高武器系统的抗干扰能力,保障其正常运行;在航空、航天领域,该系统可用于保护飞机、卫星等设备的电子系统免受电磁干扰;在铁路、电力等领域,该系统可用于提高铁路信号系统、电力系统等关键设施的抗干扰能力,保障其安全稳定运行。
五、实验结果与分析通过实验验证,基于MARX发生器的电磁脉冲抗扰系统具有以下优点:1. 高能量:MARX发生器能够产生高能量的电磁脉冲,满足不同设备的抗干扰需求。
船舶电气设备的抗干扰设计与评估

船舶电气设备的抗干扰设计与评估在现代船舶中,电气设备的应用日益广泛,从船舶的动力系统、导航系统到通信系统,电气设备的稳定运行对于船舶的安全航行和正常作业至关重要。
然而,船舶所处的环境复杂多变,存在着各种电磁干扰源,如雷电、静电、无线电波等,这些干扰会影响电气设备的性能,甚至导致设备故障,危及船舶的安全。
因此,船舶电气设备的抗干扰设计与评估显得尤为重要。
船舶电气设备受到干扰的表现形式多种多样。
常见的有信号失真、数据错误、设备误动作、系统崩溃等。
例如,在船舶通信系统中,电磁干扰可能导致信号减弱、噪声增加,使通信质量下降,影响船舶与外界的正常联络;在导航系统中,干扰可能导致定位误差增大,使船舶偏离航线;在动力系统中,干扰可能引起控制系统故障,导致船舶失去动力。
要实现船舶电气设备的有效抗干扰,首先需要从设计阶段入手。
在电路设计方面,应采用合理的布线方式,减少线路之间的交叉和耦合。
例如,将强电线路和弱电线路分开布置,避免强电线路产生的磁场对弱电线路造成干扰。
同时,选用合适的电子元件也非常关键。
一些具有良好抗干扰性能的元件,如滤波器、屏蔽罩等,应优先考虑使用。
电源系统的抗干扰设计同样不容忽视。
船舶电网中的电压波动、谐波等问题可能会对电气设备造成干扰。
为了减少这种影响,可以采用稳压电源、滤波器等设备来净化电源。
此外,还可以通过合理的接地方式来降低共模干扰。
在船舶上,通常采用单点接地或多点接地的方式,具体应根据设备的特点和工作环境来选择。
在布线方面,合理的线缆布局和防护措施能够有效降低干扰。
对于高频信号线路,应采用屏蔽双绞线,以减少电磁辐射和外界干扰的影响。
同时,线缆的敷设应避免与其他设备或管道的交叉,防止相互干扰。
在穿过舱壁或甲板时,应使用专用的电缆密封件,保证良好的屏蔽效果。
除了硬件设计,软件抗干扰技术在船舶电气设备中也得到了广泛应用。
通过采用数字滤波、软件陷阱、看门狗技术等,可以提高系统的稳定性和可靠性。
射频信号三种抗干扰设计方法

射频信号三种抗干扰设计方法射频信号(RF)是一种无线通信中常用的信号类型,用于在无线通信中传输信息。
然而,在实际应用中,射频信号常常会受到各种干扰,从而影响通信质量和可靠性。
为了有效抵御这些干扰,可以采用以下三种抗干扰设计方法:1. 频谱分散技术(Spread Spectrum Technology):频谱分散技术是一种通过在射频信号中引入噪声或干扰信号来抗干扰的技术。
通过在信号中加入高频噪声或扩频码,将原始信号的频谱分散在更宽的频带上,使得信号在频域上具有更大的带宽。
这样一来,即使信号受到窄带干扰的影响,也只会影响到频谱分散信号的一小部分频率,而不是整个信号频带。
接收端利用可知的码元序列或码元序列与高频噪声的相关性,可以通过解调算法将原始信号还原出来,从而实现抗干扰的效果。
频谱分散技术在蓝牙、Wi-Fi、CDMA等无线通信中广泛使用。
2. 自适应滤波技术(Adaptive Filtering Technology):自适应滤波技术是一种通过动态调整滤波器的参数,根据实时的信号特点来抗干扰的技术。
通过不断对接收到的信号进行观测和分析,自适应滤波器可以自动调整其参数以适应不同的干扰环境。
例如,自适应滤波器可以根据信号的功率谱密度分布特征来调整滤波器的带宽,使其能够更好地滤除干扰信号。
此外,自适应滤波器还可以根据信号的自相关性和互相关性等特征来进行干扰抑制和信号增强。
自适应滤波技术在实时通信、雷达信号处理等领域有广泛应用。
3. 多天线技术(Multiple Antenna Technology):多天线技术是一种通过在发送和接收端引入多个天线来抗干扰的技术。
多天线系统可以通过天线之间的空间分集和空间多样性效应,提高信号的传输质量和可靠性,并减小因干扰引起的误码率。
在发送端,多天线技术可以通过利用多个天线同时发送不同的信号,以及通过波束成型和功率分配等技术来提高发送信号的功率和直达路径的增益。
在接收端,多天线技术可以通过合理的接收天线选择和信号处理算法,实现多路径信号的接收、合并和解调,从而减小干扰信号的影响。
PLC控制系统的干扰分析与抗干扰设计措施

2 . C o l l e g e o f R a i l w a y T r a c k s a n d T r a n s p o r t a t i o n o f E a s t C h i n a J i a o t o n g U n i v e r s i t y , N a n c h a n g , J i a n g x i 3 3 0 0 1 3 , C h i n a )
境条件不尽相 同, 所 受的干扰源也不尽相 同, 但给 P L C
0 引 言
可编程控制器( P 积小 、 功能强 、 通用性好等优点 , 而广泛应用于 各行各业。 但在 P L C控制系统应用过程 中, P I c控制 系统通常与生产现场设备外部设备直接相连, 不可避 免地会 受到外界 的干扰 。 就P L C控制器本 身而言 , 安 装在控制中心 , 其所受的干扰f 尤其是外部强电场或 磁 场1 相对 少 些 : 而安 装 在 生产 现 场或 其 他机 械 设 备
[ 摘 要 ] 通过 对 P L C 控制 系统 主要 干扰 源的 分析 , 阐述 了这 些 干扰在 控制 系统 中的影 响, 并提 出了几种
从硬 件 、 软 件上 实现抗 干扰 设计 的具体技 术措 施, 从 而 完善 并合理 地 消除干扰 , 提 高P L C 控制 系统 可靠性 ( 关键词 ] 可编程控 制 器; 信 号 干扰 ; 抗 干扰 设 计; 硬 件抗 干扰
第3 4 卷 第 3期
有 色 冶 会 设 计 与 研 究
2 0 1 3
6 月
P L C控制系统的干扰分析与抗干扰设计措施
武 四平 , 甘方 成 2
( 1 . 江西 钨业集 团有 限公司, 江 西南 昌 3 3 0 0 9 6 ; 2 . 华东交 通大 学 轨道交 通学 院. 江西南昌 3 3 0 0 1 3 )
现代电子电路与系统的分析设计与实现方法

现代电子电路与系统的分析设计与实现方法现代电子电路与系统的分析、设计与实现方法是指在设计电子电路和系统时,采用的一系列技术和工具,以确保电路和系统能够达到设计要求,并满足性能、可靠性和经济性等各方面的需求。
在现代电子技术的快速发展下,电子电路和系统设计面临着越来越多的挑战,因此分析、设计和实现方法变得越来越重要。
下面是一些常用的现代电子电路与系统的分析设计与实现方法:1. 基于硬件描述语言的设计:硬件描述语言(HDL)是一种用来描述电子系统硬件行为的语言。
通过使用HDL,设计人员可以对电路进行更高层次的抽象描述,从而更容易进行电路的分析和验证。
常用的HDL包括VHDL和Verilog。
2.元件级设计:元件级设计是指在电路设计中将电路拆分为可独立分析和设计的基本元件。
通过对各个元件的分析和设计,可以实现对整个电路的分析和设计。
3.数字信号处理(DSP)技术:数字信号处理技术在现代电子电路和系统中应用广泛。
通过使用DSP技术,可以对电路中的信号进行精确和高效的处理,以满足各种应用需求。
4.模拟电路分析与设计:模拟电路的分析与设计主要涉及电路的建模、分析和优化。
通过对电路元器件的特性进行数学建模,可以对电路的行为进行准确的分析,并通过各种优化方法来改进电路的性能。
5.电磁兼容性(EMC)设计:在现代电子电路和系统设计中,电磁兼容性是一个重要的考虑因素。
通过采用适当的布线和屏蔽技术,可以有效地减少电磁干扰和抗干扰能力,提高整个电路系统的EMC性能。
6.集成电路设计:集成电路设计是指将多个电路和系统集成到同一芯片上的设计方法。
通过采用现代的集成电路设计流程和工具,可以实现高度集成、低功耗和高性能的电子系统设计。
7.系统级设计和建模:系统级设计是指对整个电子系统进行高层次的建模和设计。
通过对系统功能、性能和约束进行详细分析和建模,可以优化整个电子系统的设计过程。
8.可靠性设计与分析:在现代电子电路和系统设计中,可靠性是一个重要的考虑因素。
电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路

电路电磁兼容性设计如何设计抗干扰和抗辐射电路电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, EMC)是指电子设备在相互干扰和和外界电磁环境下能够正常工作的能力。
在电子产品的设计中,抗干扰和抗辐射电路的设计是确保电子设备在各种电磁环境下能够稳定运行的重要因素。
本文将讨论电路电磁兼容性设计中如何设计抗干扰和抗辐射电路。
一、抗干扰电路设计抗干扰电路设计是为了减少电子设备对外界电磁噪声的敏感度,防止其发生故障或误操作。
以下是几种常见的抗干扰电路设计方法:1. 电源线滤波器:通过在电源输入端添加滤波电路,能够滤除掉电源线上的高频噪声,减小对电子设备的影响。
2. 地线设计:良好的接地设计可以有效地抑制干扰信号的传播,例如通过增加接地电感和接地电容,形成低阻抗的接地路径。
3. 屏蔽设计:在电路板的设计中,使用屏蔽罩或金属层来遮蔽电子设备内部的干扰源,从而降低对周围环境的干扰。
4. 布线设计:合理的布线可以减少信号间的串扰,例如将高频信号线和低频信号线分开布置,避免相互干扰。
5. 过压保护设计:在电路中添加适当的过压保护电路,可以避免由于外界电磁干扰引起的过压情况,保护电子设备的正常工作。
二、抗辐射电路设计抗辐射电路设计是为了减少电子设备对外界电磁辐射的敏感度,防止其自身辐射对其他设备和系统造成干扰。
以下是几种常见的抗辐射电路设计方法:1. 圆孔规则:根据电磁波波长和孔洞尺寸之间的关系,设计合理大小的圆孔,使其具有较好的屏蔽性能。
2. 接地设计:良好的接地设计可以有效地将电磁辐射信号导入地面,减小辐射功率。
3. 电磁辐射滤波器:通过添加辐射滤波器,限制高频电流在电路中的传播,减少辐射发射。
4. 屏蔽设计:在电路板设计中增加屏蔽层或屏蔽导线,使电磁辐射局限在设备内部,减少对外界的辐射。
5. 地面平面分割:通过将地面平面划分为小的分区,降低不同分区之间电荷的流动速度,减小辐射功率。
三、电路模拟与仿真为了更好地评估电路的电磁兼容性性能,可以使用电磁仿真软件对电路进行模拟和仿真。
电子产品设计中的抗干扰分析设计

信 、航 空 航天 、铁 路 交通 、 电力 、军 事 , 以至人 民生活 各个 方 面 。 电磁 兼 容 性 (M )是 指设 备或 系统 在其 电磁 环境 中符 合要 求运 行并 不对其 环 境中 Ec 的任何 设备产 生 无法 忍受 的 电磁 干扰 的 能力 。 国际电工 委 员会标 准 IC 电 E对
O引育 电磁 兼 容技 术 是 一 门迅 速 发 展 的 交叉 学 科 , 涉 及 电子 、 计 算机 、通
对 象包 围起 来 , 从而 隔 断或 削弱 干扰 场 的空 间耦 合通 道 ,阻 止 电磁波 的传
输 .通 常用 铜 或铝 等 导 电性 能 良好 的金属 材料 做 电场 的屏 蔽 体 ,结构 尽量 完 整 并 保 证 良好 的接 地 ; 用 高导 磁 材 料 作静 磁 场 或 低 频 交变 磁 场 的 屏蔽 体 , 以保证磁 路 通畅 ,高 频磁场 宜选 用 良导磁 材料 作屏 蔽体 。
然 大规模 电子 电路 的应用在一 定程度上可 以缓解 电磁兼 容的 问题 ,但 这也是未来 电子产品设计 必须克服 的难 题。因此 ,对 电子产 品设计 中的干扰进行 分析,并对 电
子产品的抗干扰设计 进行探讨 。
[ 关键词] 电子产 品
抗干扰
设计
中图分类号 :T 3 文献标 识码:A 文 章编号 :1 7 -7 9 (0 0 1 0 3 - 0 N 6 1 5 7 2 1 )0 2 0 2 1
电 子
科 学
V A
蓬
电子 产 品设 计 中 的抗 干 扰 分 析 设 计
高 守乐
( 卅I 尔 玛 科 技 有 限 公 司 徐 珂 江苏 徐州 2 10 ) 2 0 8
[ 摘
Hale Waihona Puke 要] 电子产品在 生活中的重 要性 日益 凸显,电子产 品的器件越 多、频率越 高、频 段越 宽,使 得 电子产 品的抗干扰特性 以及 电磁兼 容特 性 问题 更加凸显,虽
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电子系统的抗干扰分析与设计摘要:抗干扰对数字电路非常重要,也是决定其工作性能的关键因素。
该文描述了数字电子系统中不易解决的电源噪声干扰和传导干扰问题,并介绍了几种硬件跟软件解决该类问题的途径和方法。
一.引言几乎每一个电气工程技术人员都希望他所设计的设备工作可靠,不会被其它设备干扰,也不会干扰其它设备。
但是,由于电气噪气和电磁干扰几乎无处不在,所以,我们设计的产品往往达不到这些目标,无法完全杜绝这方面的干扰。
如果不能有效地解决这些问题,我们可能必须放弃这些项目或者采取修修补补的办法,这样一来既浪费了我们投资项目的所有时问、资金和努力,又可能使产品性能大打折扣。
因此在电子系统设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。
二. 抗干扰设计大多数情况下在工作的开始就必须将干扰措施设计成产品。
2.1 抗干扰设计包含四个基本步骤的过程:(1)了解干扰的类型和来源干扰源:是指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述:du /dt,di/dt大的地方就是干扰源。
如:继电器、雷电、电机、可控硅、高频时钟等都可能。
典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
干扰一般有电源噪声干扰、空间干扰(即场干扰)和传导干扰。
空间干扰都通过电磁波辐射窜人系统;传导干扰则通过与系统相连接的导线,如,以与前向通道和后向通道等进人系统;电源噪声干扰有过压、欠压、浪涌电压、尖峰电压等。
(2)在设计电路时尽量消除或减小这些干扰对系统的影响;(3)设计线路板、导线的结构尽量消除这些问题,必要时,使用干扰抑制器件;(4)将系统分成模块调试,保证每个子系统组装正确无误、工作正常,在进行进一步组装前不会有任何问题。
通过一开始就正确地设计系统,经常提前完成任务,成本也较低。
2.2 抗干扰设计的几个基本原则:(1)抑制干扰源 (2) 切断干扰传播路径 (3)提高敏感器件的抗干扰性能2.2.1 抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。
这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。
减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。
减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。
常用的抑制干扰源的措施有:①继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。
(图1)仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。
图1 消除线圈反电势干扰②在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几K到几十K,电容选0.01μF~0.1μF),减小电火花影响。
(图2)图2 减小继电器火花③给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。
(图3)图3 电机加滤波电路④电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。
(图4)注意高频电容的布线,图a和图b的效果相差很大,图c 比图b的效果更好。
图a的布线增大了电容的等效串联电阻,影响了滤波效果。
⑤布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。
(图5)⑥可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时会把可控硅击穿的)。
图4 IC并接高频电容图5 正确布线2.2.2 切断干扰传播途径:按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。
所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。
高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决。
电源噪声的危害最大,要特别注意处理。
所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。
一般解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。
常用切断干扰传播路径的措施有:(1)充分考虑电源对单片机的影响,电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大。
(图6)许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。
图6 消除电源噪声(2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离。
(图7)(3)注意晶振布线;电路板合理分区;用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后接于电源地;单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰;在单片机I/O口,电源线,电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可显著提高电路的抗干扰性能。
图7 与噪声源隔离2.2.3 提高敏感器件的抗干扰性能,从而提高系统总体的抗干扰能力。
常用提高敏感器件抗干扰性能的措施有:(1) 布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。
(图8)图12 减少回路环面积(2)布线时,电源线和地线要尽量粗。
除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。
(3)对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。
其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源;IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC 座;在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。
三.数字电路的硬件抗干扰措施:3.1 器件使用时的抗干扰措施器件的选择:对于数字集成电路,通常噪声容限越高,传输延时越大,其抗干扰性能越好,因此,CMOS要比1vrL集成电路的抗干扰性能好。
在选择逻辑器件时,要充分考虑其噪声容限指标:当单纯考虑电路的噪声容限时,最好用HTL,若兼顾功耗,则用VDD≥15V的CMOS为宜。
负载的控制:当某种集成电路输出所带的负载电路超过规定的扇出时,会使电路输出的高电平值降低,低电平值升高,从而导致电路的噪声容限降低,容易受干扰影响。
所以在器件使用时应注意控制电路的输出负载不要超过所规定的扇出,并应尽量留有余地。
空端的处理:对于不用的集成电路输入和控制端,容易通过分布电容进入端子对电路产生干扰。
因此,不用的输入和控制端应接上合适的逻辑电平。
3.2 电路设计时的抗干扰措施电路状态转换引起的振荡及其抑制:通常1vrL和CMOS电路在状态转换瞬间,会成为一个具有很高增益的放大器。
当输入波形在阀值附近有缓慢变化或很小波动时,就会被放大,使输出波形的沿产生很大振荡。
这种振荡造成下级电路的误触发。
抑制这种干扰的办法有两种,一是对输入波形前后沿时间较长的信号应加一级斯密特电路整形,将输入波形的前后沿变陡;二是避免利用微分电路直接产生脉冲作触发信号。
电路延迟不同引起的毛刺及其消除:由于信号经各支路传输的延时不同,逻辑运算后会产生“毛刺”,形成干扰。
可以在电路中采用滤波、时间选通和同步逻辑控制等方法来消除。
①滤波法,由于“毛刺”干扰的频率较高,脉宽要比信号脉宽窄得多,所以利用RC积分电路可有效地将脉宽较窄的毛刺滤除。
②时间选通法,即是采用延迟电路,单稳或双稳电路构成时间选通电路,对输入有用波形进行抽样来消除“毛刺”干扰。
③同步控制法,采用同步时序,使电路状态的翻转由一个脉冲触发,从而避免电路因传输延迟不同而产生的“毛刺”。
总线切换控制引起的浮动及其克服:在微处理机及类似数字电路中,当数据DA 和数据DB分别通过总线驱动器A和B上数据总线时,往往因驱动器A和B的控制信号CA、CB在逻辑上反相(存在一个门延时的切换时差)或存在明显的切换时差,这样,控制信号CA变高时,控制信号CB还没变低(或者相反),于是造成驱动器A、B都为三态,从而在这个瞬间总线呈高阻,容易耦合干扰或处于不稳定的浮动状态。
克服这种现象,除了要求控制信号切换时间严格外,通常可在总线上加所谓的吊高电阻,即在总线到电源之间加接电阻(3~10K),使总线在控制信号切换瞬间处于稳定的高电位,从而增强总线的抗干扰能力。
3.3 印制板设计时的抗干扰措施在印制板上,由于用作电路电源线、地线和信号线的印制线条具有一定的阻抗,电源线上会因电路状态改变而产生脉动干扰;地线上会造成电路间的公共阻抗耦合;信号线之间因电容耦合(静电感应)和电感耦合(电磁感应)造成串扰;稍长一些的印制线还会对高速电路产生反射干扰等。
(1)电源线路的脉动干扰与去耦措施要有效地抑制脉动干扰及其耦合,措施是加去耦电容。
去耦电容分两种,即印制板的去耦电容和芯片的去耦电容。
前者加在每块印制板的电源输入端与地之间,作用是抑制板之间的脉动干扰传导。
一般采用(10~100 uf)的电解电容,在高频或高速电路中,还应在电解电容上并联一个0.1 pF的小电容,这是因为电解电容有内部电感难以滤除高频。
后者加在每块或每隔几块集成电路的电源与地之间,其作用是向芯片提供瞬时突变电流。
一般用(0.001~0.1 pF)的云母或陶瓷电容。
需要指出,芯片去耦电容的接法十分重要,正确的接法应使去耦电容和芯片所包围的面积保持最小,否则起不了去耦作用。
(2)PCB电路板设计抗干扰措施印刷板图设计中应注意下列几点:从焊接面看,组件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,便于生产中的检查,调试及检修;各组件排列、分布要合理和均匀,力求整齐、结构严谨的工艺要求。
(1) 尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。
易受干扰的元器件不能相互挨得太近,输入和输出元件应尽量远离。
(2)某些元器件或导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。
带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
(3) 重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定,然后焊接。
那些又大又重、发热量多的元器件,不宜装在印制板上,而应装在整机的机箱底板上,且应考虑散热问题。
热敏元件应远离发热元件。
(4)对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。
若是机内调节,应放在印制板上方便于调节的地方;若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。
(5)应留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置四.硬件方面常见的干扰及抗干扰措施:4.1空间干扰的产生及抗干扰措施在数字电子系统(如,计算机和利用微处理器的设备)中,数据快速传输和处理产生的信号有很高的重复频率和脉冲上升时间,因此,高频谐波非常显著,短导线和电缆以及印制电路上的导体都是有效的辐射体;另外,被控功率器件也产生能量较大的空问干扰;其它设备产生的电磁辐射作用于电缆以及印制电路上的导体也可产生干扰。
不过空问干扰可用良好的屏蔽与正确接地、高频滤波加以解决,故数字电子系统中应重点防止供电系统与过程通道的干扰.4.2供电系统的电源干扰及抗干扰措施任何电源及输电线路都存在内阻,正是这些内阻才引起了电源的噪声干扰。
如果没有内阻存在,无论何种噪声都会被电源短路吸收,在线路中不会建立起任何干扰电压。