郭剛花,李蓮英（許昌電氣職業(yè)學(xué)院（許昌技師學(xué)院）,河南 許昌 461000 ）

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淺談電子電路的抗干擾措施

郭剛花,李蓮英
（許昌電氣職業(yè)學(xué)院（許昌技師學(xué)院）,河南 許昌 461000 ）

摘 要:電子電路與其他電路一樣，容易受到外部和電路內(nèi)部干擾。在使用時(shí)如果裝配不當(dāng)，將會(huì)使電路因受干擾而不能正常工作。本文分析了各種干擾的情況及抑制方法。

關(guān)鍵詞:電子電路；干擾；抑制

0 引言

電子技術(shù)的迅速發(fā)展，集成電路的應(yīng)用越來越廣。目前，數(shù)字電路中大量采用數(shù)字集成 電路。由于數(shù)字集成電路具有較高的噪聲容限，其抗干擾性能較好，但數(shù)字電路與其他電路一樣，容易受到外部和數(shù)字電路內(nèi)部干擾，在使用時(shí)如果裝配不當(dāng)，將會(huì)使數(shù)字電路因受干擾而不能正常工作。因此，必須采取相應(yīng)的抑制干擾措施，將干擾的影響抑制到最小。

1 外部干擾及其抑制

外部干擾分為自然干擾和人為干擾兩種 。

1.1 外來干擾及其抑制

自然干擾是由自然現(xiàn)象引起的，例如天空閃電、雷擊、地球輻射、宇宙輻射等。這些主要對(duì)通訊、廣播、導(dǎo)航設(shè)備有較的影響，一般設(shè)備可以不考慮。人為干擾主要是指周圍環(huán)境通過輻射或藕合，經(jīng)過電源線、地線、信號(hào)線進(jìn)人數(shù)字電路系統(tǒng)的干擾。以及各類電氣設(shè)備所引起的電火花，如直流電機(jī)整流子碳刷電火花、接觸器、斷路器、開關(guān)等接點(diǎn)電火花等。電氣設(shè)備啟停通過供電系統(tǒng)對(duì)電子設(shè)備的干擾，高頻加熱、脈沖電腐蝕、電火花加工、可控硅整流，電氣設(shè)備所造成的電磁場(chǎng)干擾等。

常見的抑制方法如下。使電路中的邏輯部件遠(yuǎn)離大功率器件，并把數(shù)字電路加金屬外殼并屏蔽措施。對(duì) 電場(chǎng)干擾采取電屏蔽措施，磁場(chǎng)干擾采用磁屏蔽。屏蔽的原理是利用金屬板、金屬網(wǎng)、金屬盒等金屬體，把電磁場(chǎng)限制在一定空間或把電磁場(chǎng)強(qiáng)度削弱到一定數(shù)量級(jí)。另外也可以采用屏蔽線、同軸電纜、雙絞線來屏蔽電場(chǎng)、磁場(chǎng)式電磁場(chǎng)干擾。對(duì)電源線引人的干擾采取去稠措施。即用Rc或Lc濾波環(huán)節(jié)消除抑制直流電源 回路因負(fù)載變化而引起的干擾。這種辦法在TTL數(shù)字電路中經(jīng)常采用。具體辦法是在印制 電路板的電源線輸人端與地之間并接兩個(gè)電容，以減小瞬變過程電流的影響。

1.2 電源干擾及其抑制

電源干擾是指直流電源對(duì)數(shù)字電路引起的干擾，通常為直流電源濾波不佳、電壓不穩(wěn)定或電源變壓器soHZ交流電所引起的。抑制方法需對(duì)癥下藥，采取措施。為了防止產(chǎn)生千擾，通常采用以下措施。電源變壓器一次繞組與二次繞組間采用屏蔽層，并可靠接地(屏蔽層切不可短接形成路，以免燒毀變壓器線圈)。在電源變壓器前加接電源濾波器，以濾去高次諧波干擾。采用高穩(wěn)定度、低輸出阻抗直流電源，以減小電源開啟切斷時(shí)瞬時(shí)過電流的沖擊，并縮短瞬時(shí)過電流沖擊時(shí)間。盡量采用粗而短和動(dòng)態(tài)電阻小的電源線。

1.3 地線的干擾及其抑制

由于地線布置不合理，沿地線疊加的干擾電流和干擾電壓超過電路噪聲容限，而使電路的輸人端引起干擾。

電子電路的接地形式是十分重要的。若隨意接地會(huì)引起內(nèi)部的反饋干擾。接地干擾的產(chǎn)生原因是各級(jí)電路的信號(hào)電流在接地回路的接觸電阻或地線電阻上的壓降，以“路”的形式反饋到前級(jí)作為輸入信號(hào)。當(dāng)反饋電壓滿足振蕩條件時(shí)，放大器會(huì)形成自激。對(duì)于電子設(shè)備裝置系統(tǒng)的接地，尤其是工業(yè)用低頻，這種現(xiàn)象常出現(xiàn)在輸入設(shè)備和檢測(cè)裝置等環(huán)節(jié)。

為了避免接地干擾，總的要求是，接地回路阻抗要低，接地點(diǎn)的焊接或連接要可靠。每級(jí)接地元件都接在一個(gè)接地點(diǎn)上，輸出的接地點(diǎn)離電源的地端應(yīng)最近，輸人級(jí)的接地點(diǎn)距電源的地端應(yīng)最遠(yuǎn)，其它則按逆流程依次逐級(jí)連接。

電子電路中接地線要求的干線宜粗，大系統(tǒng)電子裝置或設(shè)備可應(yīng)用矩形銅條。其截面積要遠(yuǎn)大于電流的容量要求，且盡可能短。在印刷板上的地線部分盡能擴(kuò)大面積，且采用邊緣接地環(huán)抱布局。

2 內(nèi)部干擾及其抑制

2.1 瞬態(tài)電流干擾及其抑制

瞬態(tài)電流干擾是由電路的過渡過程引起的，TTL集成電路在狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)引起尖峰電流，負(fù)載電容充放電時(shí)瞬變電流等。干擾隨工作速度而增加。瞬態(tài)電流比靜態(tài)電流大得多，不僅增加電流功耗而且給電源帶來干擾。抑制方法如下。采用電源去藕措施，即在電源線和地線之間并接兩個(gè)電容，并且以電源線上干擾尖峰不能使邏輯器件的輸出狀態(tài)發(fā)生變化為原則。布線時(shí)，連線盡量短，盡量減小不必要的雜散電容。有大電容負(fù)載時(shí)，串接限流保護(hù)電阻，避免關(guān)斷電源或電源電壓下降時(shí)，電容上電壓高于電源電壓情況的出現(xiàn)。

2.2 竄擾及其抑制

竄擾是當(dāng)幾根較長(zhǎng)的信號(hào)線(長(zhǎng)度大于數(shù)厘米 )平行布線緊靠在一起，一根信號(hào)線的信號(hào)通過互感和互容電磁禍合到鄰近線上產(chǎn)生的干擾。竄擾大小與信號(hào)頻率、傳輸線阻抗及信號(hào)線的形式有關(guān)。頻率越高，阻抗越高竄擾干擾越大。實(shí)踐和理論證明，雙絞線對(duì)竄擾抑制能力較強(qiáng)。抑制方法如下。

盡量的減小線路間連線長(zhǎng)度。采用雙絞線或同軸電纜作信號(hào)線。

信號(hào)發(fā)送線和接受線之間，或相同信號(hào)間盡可能避免平行走線，采用分散、交叉形式走 線。在必須走長(zhǎng)線且平行的情況下，盡可能靠近地線走線，且盡量減小平行線的長(zhǎng)度。

在信號(hào)輸人處加施密特觸發(fā)器，利用它具有可變閉值特性來消除竄擾信號(hào)，使其不致于被逐級(jí)放大 。

3 其它抗干擾措施

（1） 在用微型計(jì)算機(jī)組成的故障診斷裝置中，包括有模擬電路和數(shù)字電路兩部分，為了使數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)干擾為最小，要求所有器件的數(shù)字地和模擬地分別相連接，在全電路中數(shù)字上，在芯片和其它電路中切不可再有公共點(diǎn)。若數(shù)字地和模擬地有多個(gè)公共 點(diǎn)，數(shù)字回路通過模擬電路的地線到數(shù)字電路的電源就會(huì)形成通路，數(shù)字信息將對(duì)模擬電路產(chǎn)生干擾。一般A/D轉(zhuǎn)換器 、D/A轉(zhuǎn)換器及采樣保持器都提供了獨(dú)立的數(shù)字地和模擬地，它們分別有相應(yīng)的管腳。

（2）在邏輯電路板上的電源線與地線的布線應(yīng)合理，做到布線盡可能短，防止布 線回路型和“菊花”鏈環(huán)狀型 。

（3）在每一塊集成電路芯片的電源與地引人端之間，接一個(gè)無感的瓷片電容器，并要求電容器盡量靠近芯片對(duì)應(yīng)的管腳，若采用微型打機(jī)時(shí)，其電源與地之間也應(yīng)接一個(gè)電容器，否則它有可能不能正常工作。

（4）在印刷電路板布線時(shí)，要考慮邏輯輸人信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的千擾，使邏輯輸人信號(hào)的走線盡量遠(yuǎn)離模擬信號(hào)線。

參考文獻(xiàn):

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.128